物理课件波动光学总复习

1、波动光学机械波and 描述波动的物理量机械波 波动光学 Suling Chang OyAA-机械波 波动光学 Suling Chang 二 平面简谐波的波函数此波沿正向传播的波函数为：已知任一点X0 处的振动方程为：清楚各物理量的含义三 描述波的几何方法及图线方法*球 面 波平 面 波波前波面波线机械波 波动光学 Suling Chang OyAA-0A-AO1234*1234机械波 波动光学 Suling Chang yt图线: 某一质点的振动图线yx图线: 传播过程中某一瞬时的波形图四 波的能量 1. 平均能量密度：2. 能流密度(波的强度):机械波 波动光学 Suling Chang 电

2、磁波的能量能流密度（坡印廷）矢量: 波的强度：1. 波的叠加原理: a. 波传播的独立性; b. 波的可叠加性机械波 波动光学 Suling Chang 五 波的干涉b. 光程:机械波 波动光学 Suling Chang c. 光程差：d. 相位差:（ 为真空中对应频率的波长）2. 基本概念a. 波程差：媒质折射率与光的几何路程之积 =机械波 波动光学 Suling Chang e.半波损失 当波从波疏介质垂直入射到波密介质， 反射波在分界处产生 的相位跃变，相当于出现了半个波长的波程差. 光从光疏介质n1射向光密介质n2( n1 n2 )时，反射光相位跃变 ，相当于出现了半个波长的光程差。3

3、a. 机械波相干条件 频率相同； 振动方向平行；相位相同或相位差恒定.4.干涉加强、减弱的条件机械波 波动光学 Suling Chang 3b. 相干光的条件频率相同；光矢量振动方向平行；相位相同或相位差恒定.*其中：机械波 波动光学 Suling Chang P 点处的合振动方程为:两相干波在点P 的分振动:其他 相位差机械波 波动光学 Suling Chang 其他机械波 波动光学 Suling Chang 光程差5 驻波（机械波干涉）驻波波函数:机械波 波动光学 Suling Chang 机械波 波动光学 Suling Chang 6 光的干涉杨氏双缝干涉薄膜等厚干涉劈 尖牛顿环分振幅法

4、分波面法 杨氏双缝干涉机械波 波动光学 Suling Chang dDr1r2PxS1S2明纹暗纹明暗纹中心位置k=0 中央明纹k=0第一级暗纹 相邻明(暗)纹间距：机械波 波动光学 Suling Chang 双缝干涉图样的特点k=1 第一级明纹k=1第二级暗纹机械波 波动光学 Suling Chang S1S2 洛埃镜： 明纹暗纹S12ABCD21 n2n1n1i根据具体情况而定干涉明暗条纹的条件：明纹暗纹机械波 波动光学 Suling Chang 薄膜等厚干涉明纹暗纹机械波 波动光学 Suling Chang 薄膜等厚干涉之劈尖劈尖干涉机械波 波动光学 Suling Chang 相邻明纹间

5、的厚度差相邻明纹间距n2机械波 波动光学 Suling Chang 薄膜等厚干涉之牛顿环明、暗环半径 行进中的波面上任意一点都可看作是新的子波源；所有子波源各自向外发出许多子波；各个子波所形成的包络面，就是原波面在一定时间内所传播到的新波面。1. 惠更斯原理机械波 波动光学 Suling Chang 六 波的衍射平 面 波 波的衍射机械波 波动光学 Suling Chang 2. 惠更斯 - 菲涅尔原理 从同一波前上各点发出的次波是相干波，经过传播在空间某点相遇时的叠加是相干叠加。3. 光的衍射单缝的夫琅禾费衍射夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射机械波 波动光学 Suling Chang 衍射角（

6、衍射角 ：向上为正，向下为负 .）暗纹中央明纹中心明纹菲涅耳半波带法:机械波 波动光学 Suling Chang 明、暗条纹位置 其他明纹的线宽度:线宽度:机械波 波动光学 Suling Chang 中央明纹k=1第一级暗纹k=1 第一级明纹k=2第二级暗纹k=2 第一级明纹单缝衍射图样的特点中央明纹半角宽度 圆孔衍射最小分辨角:光学仪器分辨率机械波 波动光学 Suling Chang *光学仪器的通光孔径d机械波 波动光学 Suling Chang 3. 衍射光栅衍射和干涉的总效果光栅方程：明纹明纹衍射角： 明纹角宽度：明纹位置：明纹间距：机械波 波动光学 Suling Chang 谱线缺级:暗纹条件:(m为不等于N整数倍的整数)机械波 波动光学 Suling Chang sinI单sin0I0单-2-112( /a)IN2I0单048-4-8( /d )N= 4d = 4a七 光的偏振 马吕斯定律 : 强度为 的偏振光通过检偏器后, 透射光的强度为:机械波 波动光学 Suling Chan