大学物理光学公式复习自用(马文蔚版)

1、大学物理光学公式简明总结只讲核心重点ooB实实 验验 装装 置置1s2sspdd dxdrsin12drrr波程差波程差x1r2r dd/tansindx 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验实实 验验 装装 置置ooB1s2ssrx1r2r ddpk dxdr加强加强, 2 , 1 , 0k2) 12(k 减弱减弱 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验, 2 , 1,kk明纹明纹, 1 , 0,2) 12 (kk暗纹暗纹1n1nnd22 nd 劈劈 尖干涉尖干涉劈尖干涉Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1dnk2)21(nk2（明纹）（明纹）（暗纹）（暗纹）bb2/n2 ( (1) )棱边处棱边处0d

2、为暗纹为暗纹. 劈劈 尖干涉讨论尖干涉讨论221niindd( (2) )相邻明纹（暗纹）相邻明纹（暗纹）间的厚度差间的厚度差Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1bb2/n 劈劈 尖干涉讨论尖干涉讨论 ( (3) )条纹间距条纹间距nb2( (2) )测膜厚测膜厚Sie1n2n2SiO( (1) )干涉膨胀仪干涉膨胀仪0l12nNel2Nl Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1bb2/nLnbLbDn22 劈劈 尖干涉的应用尖干涉的应用LDnbbn22 (3)(3)测细丝直径测细丝直径R), 2 , 1(kk明纹明纹), 1 , 0()21(kk暗纹暗纹rd22 d光程差光程差R22222)(dd

3、RdRRr02ddRRdRr)2(2rdRkr)21( kRr 暗环半径暗环半径明环半径明环半径干涉干涉条纹条纹移动移动数目数目迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪仪的主要特性仪的主要特性 ( (1) )两相干光束完全分开；两相干光束完全分开； ( (2) )两光束的光程差可调两光束的光程差可调.移移动动距距离离1M1G2Gd2M2M1Md2kd移动反射镜移动反射镜tnd) 1( 22插入介质片光程差插入介质片光程差光程差变化光程差变化tn) 1(21G2Gd2M1M2Mtn光程差光程差d2讨论讨论ktn ) 1(2干涉条纹移动数目干涉条纹移动数目21nkt介质片厚度介质片厚度1G2Gd2M1M2Mt

4、n讨论讨论夫夫 琅琅 禾禾 费费 单单 缝缝 衍衍 射射（衍射角（衍射角 ：向上为正，向下为负）：向上为正，向下为负）sinbBC ), 3 , 2 , 1(2kkofLPRABsinbQC菲涅耳波带法菲涅耳波带法b衍射角衍射角夫夫 琅琅 禾禾 费费 单单 缝缝 衍衍 射射), 3,2, 1(kkkb22sin干涉相消干涉相消( (2) 12(sinkb干涉加强干涉加强( () )2sinkb（介于介于明明暗暗之间之间） 个半波带个半波带k2 个半波带个半波带12 k0sinb中央明纹中心中央明纹中心sinbBC 2k（ 个半波带）个半波带）k1A2AC2/oQABRLP菲涅耳半波带法菲涅耳半

5、波带法( (1) )第一暗纹距中心的距离第一暗纹距中心的距离fbfx1第一暗纹的衍射角第一暗纹的衍射角barcsin1RPLobfx讨讨 论论 圆孔衍射圆孔衍射PHL艾艾里里斑斑dDfd22. 12：艾里斑直径艾里斑直径ddfDLP夫琅禾费圆孔衍射D22.10最小分辨角最小分辨角光学仪器分辨率光学仪器分辨率22.110D1,D 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领瑞利判据sin) (bb 光栅衍射条纹的形成光栅衍射条纹的形成bbbb 光栅常数：光栅常数：m101065光栅常数光栅常数衍射角衍射角b ：透光部分的宽度：透光部分的宽度b ：不透光部分的宽度：不透光部分的宽度光栅), 2 , 1 ,

6、 0( sin) (kkbb明纹位置明纹位置相邻两缝间的光程差：相邻两缝间的光程差：sin) (bb 光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果 光栅衍射条纹的形成及分析光栅衍射条纹的形成及分析光栅sinbbkk,2maxbbkk 条纹最高级数条纹最高级数 讨论讨论 光栅中狭缝条数越多，明纹越细光栅中狭缝条数越多，明纹越细.(a)1条缝条缝(f)20条缝条缝(e)6条缝条缝(c)3条缝条缝(b)2条缝条缝(d)5条缝条缝 讨论讨论sinsin, 11bbkkk一定，一定， 减少，减少， 增大增大 bbkk1bb 一定，一定， 增大，增大， 增大增大kk1光栅常数越小，

7、明纹越窄，明纹间相隔越远光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远.), 2, 1 , 0( sin) (kkbb 入射光波长越大，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远. 讨论讨论 用白光垂直照射在用白光垂直照射在每厘米有每厘米有6500条刻条刻痕痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角的平面光栅上，求第三级光谱的张角.解解nm 7604006500/1cm bb148. 165001cmcm106 . 73sin522bbk红光红光78. 065001cmcm1043sin511bbk紫光紫光 26.511不可见不可见例题例题第三级光谱的张角第三级光谱的张角74.3826.5100.90第三级

8、光谱所能出现的最大波长第三级光谱所能出现的最大波长kbb90sin) (nm 5133bb绿光绿光例题例题符号表示符号表示自然光自然光 自然光自然光 ：一般光源发出的光，包含各个方向的光矢量在所有可一般光源发出的光，包含各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等能的方向上的振幅都相等 . vE E 各光矢量间无固定的相位关系各光矢量间无固定的相位关系 . 二二互相互相垂直方向是任选的垂直方向是任选的 .振动面振动面 偏振光偏振光（线偏振光）（线偏振光）符号表示符号表示光振动只沿某一固定方向的光光振动只沿某一固定方向的光 .vE E 偏振光偏振光 起起 偏偏 当自然光照射在偏振片上时，它只让

9、某一当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向偏振化方向 .021I偏振化方向偏振化方向0I起偏器起偏器偏振化方向偏振化方向NM马吕斯定律马吕斯定律E0Ecos0EE 2020EEII检偏器检偏器起偏器起偏器0IIE0ENM20cosII 马吕斯定律马吕斯定律 设两束单色自然光的强度分别为设两束单色自然光的强度分别为I10 和和 I20 . 经过起偏器后光强分别为经过起偏器后光强分别为 和和220I210I经过检偏器后经过检偏器后30cos22101II 60cos22202II 3160cos30cos22201021IIII例题例题布儒斯特定律布儒斯特定律反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光面，折射光为部分偏振光120tannni 当当 时，时，0i0i1n玻璃玻璃2n空气空气( (1) )反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直 .120sinsinnni00120cossintaniinni)2cos(sincos0i20i布儒斯特定律布