郁道银主编_工程光学知识点

1、1、波面：点光源发出的光波向四周传播时，某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为 波阵面，简称波面。2、几何光学的四大基本定律）光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿着直线传播的。）光的独立传播定律：不同光源发出的光在空间某点相遇时，彼此互不影响，各光束独立传 播。）反射定律和折射定律（全反射）：全反射：当光线从光密介质向光疏介质入射，入射角大于临界角时，入射到介质上的光会被全部反射回原来的介质中，而没有折射光产生。sinIm=n 7n ,其中Im为临界角。3、费马原理光从一点传播到另一点，其间无论经历多少次折射和反射，其光程为极值。4、马吕斯定律光线束在各向同性的均匀介质中传

2、播时，始终保持着与波面正交，并且入射波面与出射波面对 应点之间的光程均为定值。5、完善成像条件（3种表述）1）、入射波面为球面波时，出射波面也为球面波；2）、入射光束为同心光束时，出射光束也为同心光束；3）、物点Ai及其像点Ak之间任意二条光路的光程相等。6、单个折射面的成像公式（定义、公式、意义）nn _ n-nll 一 r112（反射球面，n=-n ） l l r1） 之布f 方攵人二钎户一千一今去。国蒙白勺正俘U、人是，头乂斗转方文N ）本由I ； d方攵人产钎 “j方女人二*40 ot v = f3 上工步星安b J = n*uj1y, = nMy7、垂轴放大率成像特性：00,成正像，

3、虚实相反；B1,放大；| = 1）6 =2（n1） a cos小为叫光楔相对旋转的角度。当日=90时可用于测微小位移，单个棱镜的偏向角6已知，棱镜间距离 Az已知，则垂轴方向的微小位移 Ay=Az& = （n-1） a Az18、孔径光阑：限制轴上物点孔径角大小，并有选择轴外物点成像光束作用的光阑。入瞳/出瞳：孔径光阑经前/后光学系统在物/像空间所成的像。孔径角：光轴上的物体点与透镜的有效直径所形成的角度。孔径光阑、入瞳和出瞳三者是物像关系。主光线：通过入瞳中心的光线。19、视场光阑：限制成像范围的光阑。入窗/出窗：视场光阑经前/后光学系统在物/像空间所成的像。视场角：主光线与光轴的夹角物方视

4、场角：在物空间，入窗边缘对入瞳中心张的角像方视场角：在像空间，出窗边缘对出瞳中心张的角。视场光阑、入窗、出窗三者成物像关系20、渐晕：由轴外点发出的充满入瞳的光线被其他光孔遮拦的现象渐晕光阑：为了改善轴外点的成像，有意识的缩小某一二个透镜直径，挡去一部分成像光线， 这种被缩小孔径的透镜或光阑被称为渐晕光阑。渐晕系数：轴向光束的口径为D,视场角为的轴外光束在子午截面内的光束宽度为 Deo,这 D与D之比称为“渐晕系数”，用 Keo表示，即Keo =Dcd /D21、远心光路：孔径光阑在物镜像方焦平面上，入瞳位于无穷远处，轴外点主光线平行于光轴。作用：物即使不在设计位置，所成像调焦不准，但弥散圆中

5、心间距不变，不会产生太大误差。22、光瞳衔接原则：前面系统的出瞳和后面系统的入瞳重合，使前面得入射光线能全部透过后面的系统。23、场镜的定义、作用在一次实像面处所加的起收敛孔径角作用的透镜。收敛目镜物方孔径角，还能调节出瞳距离，增大光路，减小筒长。24、人眼：具有瞳孔调节和视度调节的能力。人眼极限分辨角彳60。25、显微镜系统：1）视觉放大率公式:=250f喏由250AT7T=再2）线视场公式：光学系统在物空间能成清晰像的范围500织500fg 2 v =t an =-602 50显微镜的视觉放大率越大，其在物空间的线视场越小。3）数值孔径、出瞳D出：NA=nsinuD出=500NA/ -4）

6、物镜的分辨率：光学系统所成像符合理想时，光学系统能分辨的最小间隔a 0 50 5道威判据：仃=a =（斜入射时是道威判据）nsinu NA5）显微镜的有效放大率：5 OONA W1000NA7）目镜的视度调节:士 5外1OOO（8）生物显微镜D出=500NA/ -p _ D出_ D出D入D物渐晕系数K=50% ,目镜的通光孔径De =2hz =2tan。w 入=2* l入 li渐晕系数K=100%,目镜的通光孔径De=2（hz+Y）渐晕系数K=0,目镜的通光孔径De=2（hz-；）（9）测量显微镜D出=4D孔, r h-2h(l1-f1)tan -U =-D 孔= D 入=口物 D 孔l1l1

7、26、开普勒望远系统分辨率和放大率:_tg 二tg工作放大率:r=D物=2.3* r分辨率:6=60”/ =140/ D物渐晕系数K=50% ,目镜的通光孔径 De =2hz =2tano M入=2tanco*l出渐晕系数K=100%,目镜的通光孔径De=2（hz+四）2渐晕系数K=0,目镜的通光孔径De=2（hz-最大极限视场角tan。=、y为视场光阑的高度，tano=y2l 出2(l出 +fe)2(l 出 + fe+fo)目镜承担的视场角为2 .27、瑞利判据:作为光学系定义一：一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一点物衍射图样的第一极小重合, 统的分辨极限，认为此时系统恰好可以分辨开两个点

8、物，称此分辨标准为瑞利判据。0.81时才能被定义二：两个波长的亮条纹只有当它们合强度曲线中央极小值低于两边极大值的 分辨开。28、平面波、球面波、柱面波的一般式：T TE = Aexp |i k Jwt)T匚 A c cE = exprE =v = fBwt了 exp .p k * r - wt29、球面波的傍轴近似:r = V,x2 +y2+d2 r为到点源(0,0,-d)的距离k z 22E = exp(ikd)expi (x y ) exp(-iwt) d2d30、相速度：等相面的传播速度。w=vmk31、32、33、rssing -幻2)sin(- 4)t a $(一2)It a n1

9、( 飞)34、2 n2 n1-2 +n J群速度：振幅恒值点的移动速度。维纳光驻波实验：证实了光驻波的存在，光波中对乳胶起感光作用的主要是电矢量。反射系数：35、光波的叠加原理：当光波在空间某区域相遇时，在相遇点产生的合振动是各个波单独在该点 产生振动的矢量和。36、准单色光：波长宽度为五与中心波长人之比远远小于1的光波。37、干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象。38、在扩展光源照明下楔形平板产生的干涉条纹的定域面应如何确定：定域面可由照明场中对应于芹0的光线通过干涉系统后在干涉场中的交点的轨迹来确定。39

10、、干涉滤光片在可见光区内的中心波长：2nhcosO=m入。40、横向相干宽度：当光源宽度等于临界宽度时，通过 si, s2两点的光不能发生干涉，则称此时 的si, s2两点之间的距离为横向相干宽度。41、空间相干性：若通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过这两点的光具有空间相干性。空间相干性源于光源的大小。42、时间相干性：若同一光源在相干时间 At内不同时刻发出的光，经过不同的路径相遇时能够产 生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。43、相干时间：我们把光通过波列长度或相干长度所需的时间称为相干时间。44、眼睛直接观察楔板干涉场比用仪器观察更容易观察到干涉条纹人眼具有

11、自动调节能力，能使最清晰的干涉条纹成像在视网膜上；人眼的瞳孔比一般地透镜的孔径小得多，限制了扩展光源的实际有效尺寸，加大了人眼观察干涉区域的定域深度。45、衍射：当入射光波面受到限制后，将会背离原来的几何传播路径，并呈现光强不均匀分布的 现象。46、惠更斯-菲涅耳衍射理论的核心内容：子波相干叠加。247、第i带波带片的半径r； = if儿 48、光学薄膜的作用：减小光能在光学元件表面上的反射损失。2/黑-n49、单层膜 n = ronG 2nh=入 /2 P =n+n.n J50、双层膜51、倏逝 波：沿着第二介质表面流动的波。52、光拍现象：光强随时间时大时小变化的现象。53、相干光束会聚角

12、：对应干涉场上某一点 P的两支相干光线的夹角。54、干涉孔径角：对于干涉场某一点 P的两支相干光线从光源发出时的张角。55、缺级现象：当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些主极大值就 被调制为零，对应级次的主极大就消失了，这种现象就是缺级。56、坡印亭矢量：它表示单位时间内，通过垂直于传播方向的，单位面积的电磁能量的大小。它 的方向代表的是能量流动的方向。57、相干长度：对于光谱宽度为五的光源而言，能够发生干涉现象的最大光程差。58、全偏振现象：当入射光是自然光，入射角满足 4+62=时，反射光中只有S波，没有P波,这样的现象就叫全偏振现象。此时的入射角即为布儒斯特角ta

13、n4 =电/。59、马吕斯定律：从起偏器出射的光通过一检偏器，透过两偏振器后的光强I随两器件透光轴的夹角6而变化，即I = I。cos2日称该式表示的关系式为马吕斯定律。60、双折射：一束光射向各向异性的介质中，分为两束的现象。61、光栅分光性能的主要指标：光栅的角、线色散，光栅的色分辨本领。62、光栅的色分辨本领：指可分辨两个波长差很小的谱线的能力。求得是h的最小间隔63、自由光谱范围：F-P干涉仪或标准具能分辨的最大波长差（九品。求得是h的最大间隔64、若F-P干涉仪两镜面间距改变Ah时，两光波的干涉条纹就重合一次，则有,2.：-,.：m =1 = m1 - m2 = .:hT 265、衍

14、射光栅：能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调制，或对振幅和相位同时进行空间 周期性调制的光学元件称为衍射光栅。66、 入射角为i的光照明在光栅上，d（sin i sinH） = m九67、光源的临界宽度：条纹对比度刚好下降为0时的光源宽度。68、光源的许可宽度：当光源宽度不超过其临界宽度的 4/1时条纹对比度依然是很好的（9.0K）, 我们把此时的光源宽度称为光源的许可宽度。69、在等厚干涉装置中，光源的许可宽度为 S瓦=2df=fJn为楔板折射率，n为1n . h70、影响干涉场可见度的主要因素：两相干光束的振幅比，光源大小，光源的非单色性。71、晶体的主平面：光线在晶体中的传播方向与晶体光轴组成的平面称为该光线的主平面。72、晶体的主截面：晶体光轴和晶面法线组成的面为晶体的主截面。73、晶体的光轴：晶体中存在一个特殊的方向，当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射现象。74、非常光：光入射到单轴晶体中，发生双折射而产生两种互相垂直振动的偏光，其一为寻常光，另一为非常光。非常光的振动方向垂直于寻常光振动方向，且与光轴的夹角不等于90。非常光的折射率值随着其振动方向与光轴的夹角而变化。75、单轴晶体中