光学学习资料-optics-秦季茜

1、OPTICS目录CONTENTS章节梳理典型例题学习建议23/3/2022章节梳理光的干涉光的衍射几何光学分波面干涉分振幅干涉近场衍射远场衍射反射成像折射成像应用：迈克尔孙干涉仪 牛顿环平面衍射光栅薄透镜成像3/3/2022光的干涉12212221cos2AAAAI121222rrkrr2)2(12 jrr 2)12(12 jrr强度最大强度最小观察屏上的光强分布ILS1S2dY观察屏上的光强分布观察屏S单缝或孔双缝或双孔YX杨氏实验2 sindr于是：在杨氏双缝实验中的缝间距为:双缝到观察屏之间的距离为：0rrlS菲涅耳双面镜*.虚光源虚光源点光源点光源反射镜反射镜当屏移到当屏移到 AB位置

2、时，在屏上的位置时，在屏上的P点应该出现点应该出现亮条纹，光在镜子表面反射时有亮条纹，光在镜子表面反射时有相位突变相位突变。劳埃德镜Billet 对剖透镜：对剖透镜：对剖透镜等倾干涉由单色点光源引起的干涉现象：参考图由单色点光源引起的干涉现象：参考图119。光程差表示为：光程差表示为：2)()(12CAnBCABn2cos222idnn1n1n2ABCCd等厚干涉n1n1n2ABCD2cos22)()(2212ihnCDnBCABn122122sin221innjh 122122sin2innjh 相消干涉相消干涉212()()2LLLLnl22Lnl/ 2lNM2M1M2BCld0迈克尔耳逊

3、干涉仪中有一动臂，它可以由丝杠操纵而作长程平移这特别适用于对长度作精密测量设动镜M2 平移由C -B,空间长度为l,于是，动臂光程改变量为干涉场中固定点的光程改变量为:这导致该处干涉强度变化了N次，即求得待测长度 ()LN迈克耳逊干涉仪牛顿环 RrhRrh2222 2222 Rrh 暗暗亮亮2)12(22 jjRr菲涅耳半波带 菲涅耳衍射半波带的概念。如图半波带的概念。如图2-3所示，将波面分为许多环形带，使得每两个相所示，将波面分为许多环形带，使得每两个相邻带的边缘到观察点的距离相差半个波长，相位差为邻带的边缘到观察点的距离相差半个波长，相位差为，这样分成的环，这样分成的环形带称为菲涅耳半波

4、带（简称半波带）。形带称为菲涅耳半波带（简称半波带）。r r0 0r r1 1=r=r0 0+/2+/2r r2 2=r=r0 0+2(/2)+2(/2)r r3 3=r=r0 0+3(/2)+3(/2)P PS SO OkkkaaaaaA143211夫琅禾费单缝衍射夫琅和费单缝衍射光路图夫琅和费单缝衍射光路图dyy y220sinuuIIp缝数缝数 N = 5 时光栅衍射的光强分布图时光栅衍射的光强分布图k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6中中央央亮亮纹纹（亮纹）（亮纹）平面衍射光栅平面衍射光栅vNvuuIIp22220sinsinsin

5、光在球面上的反射和折射nnMO-ssrQCh-i-uu-iPP图示：单个折射面成像系统的笛卡尔符号规则rss211rnnsnsn牛顿公式高斯公式高斯公式：高斯公式：牛顿公式：物点在物方焦点左侧，物距为负；像点在像方焦点右侧，牛顿公式：物点在物方焦点左侧，物距为负；像点在像方焦点右侧，像距为正。像距为正。nnOF-ffFPP-ss-xxf fxx1sfsf薄透镜1sfsfPFF-x-fxfn1n2P-s-sf fxx牛顿公式牛顿公式薄透镜横向放大倍率推导横向放大倍率。定义为像高与物高之比推导横向放大倍率。定义为像高与物高之比PFFM-x-fxfy-yP1NnnPOP1ssyyfxxf近轴物近轴光线成像条件球面反射球面反射rss211ssyysyitansyi )tan(sysyAPh-xOyQP-yQAi近轴物近轴光线成像条件球面折射球面折射-yPP-S+xQ-uOhnnyi+Si+uAQCrnnsnsnisyisy inin ssnnyy例13/3/2022考察点：干涉考察点：干涉 牛顿环牛顿环例23/3/2022考察点：衍射考察点：衍射 夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射 例33/3/20