大学物理光学复习资料省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

总复习Review1/32主要内容一、光干涉二、光衍射三、几何光学四、光学仪器五、光偏振六、光吸收、散射和色散七、光量子性八、当代光学基础2/32一、光干涉1.基本概念①光电磁理论光是某一波段电磁波，其速度就是电磁波传输速度；可见光在电磁波谱中只占很小一部分，波长在390~760nm狭窄范围以内。②相干条件频率相同、振动方向相同、相位差恒定。③干涉分类分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉。3/32⒉杨氏双缝①相位差：光程差：d②光强分布：+③极值条件：④条纹：

4/32⒊薄膜干涉①光程差：②等倾：③等厚：5/32⒋迈氏干涉仪①原理：分振幅法薄膜干涉②装置：③干涉条件：（∵n1=n2=1i1

=i2=2且没有额外光程差）④基本公式：或者6/325.劈尖6.牛顿环7/32二、光衍射1.基本概念①衍射定义光绕过障碍物偏离直线传输而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀现象。②衍射条件障碍物线度和光波长能够比拟③衍射分类a.菲涅耳衍射：近场、求和、点光源。b.夫琅禾费衍射：远场、积分、平行光。8/32⒉菲涅尔衍射：①半波带理论：

±②圆孔衍射：，平行光：③圆屏衍射：

k不大时，，几何中心永远有光；

k很大时，，直线传输。④波带片：奇数偶数

9/323.夫琅禾费衍射：①单缝衍射：合振幅：光强分布：中央最大值：极小值：次最大：

，10/32角宽度：线宽度：②圆孔衍射：光强分布：，：一阶贝塞尔函数。爱里斑半角宽度：11/32⒋平面透射光栅①强度分布：单缝衍射因子×缝间干涉因子 主最大位置： 最小值位置：

两个主最大之间有N-1个最小值，由N-2个次最大。 单缝衍射因子为0时也出现最小值，12/32②光栅方程：垂直入射时：③谱线半角宽度：④谱线缺级：5.X射线衍射布拉格方程：

13/32三、几何光学⒈平面反射与折射：（平面反射镜）象视深度平板玻璃⒉全反射：临界角⒊光学纤维：数值孔径空气中光纤：⒋棱镜：最小偏向角14/32⒌符号法则:①线段：右为正，左为负。上为正，下为负。②角度：顺为正，逆为负。③图标均为正。⒍单球面反射成像：15/32⒎单球面折射成像：16/32⒏薄透镜：

21::,:21-îíì>¢<¢¢==发散—会聚，凸—凹发散—凹会聚，—凸nnnnthennnnif17/32四、光学仪器⒈放大本事：①放大镜：②显微镜：物镜横向放大率×目镜放大本事③望远镜：

18/323.分辨本事：①人眼：②显微镜：③望远镜：610.01==nRU0lq19/32④棱镜光谱仪：⑤光栅光谱仪：20/32五、光偏振⒈五种偏振态①自然光：透过理想偏振片后，光强变为原来二分之一。②线偏振光：③部分偏振光：④圆偏振光：⑤椭圆偏振光：21/32⒉马吕斯定律⒊o光和e光⒋波片22/32⒌偏振光检验

偏振片23/32六、光吸收、散射和色散

1.光吸收：——朗伯定律，——比尔定律。

2.光散射：——瑞利定律（天空、太阳、白云）

3.光色散：24/32⒊光电效应①爱因斯坦光子假设（1905）光在传输过程中含有波动特征，而在光和物质相互作用过程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）粒子上。产生光电效应光是光子流，单个光子能量与频率成正比，即

E＝h

。②爱因斯坦光电效应方程：

七、光量子性

25/32③光子质量和动量：26/32八、当代光学基础1.原子发光机理①玻尔氢原子模型：27/32②原子发光机理：28/322.激光①定义：

由激光器产生，波长在1mm以下相干电磁辐射，它由物质粒子受激发射放大产生，含有良好单色性、相干性和方向性。②含义：光受激辐射放大。“激光”——“Laser”——“Lihgtamplificationbystimulatedemissionofradiation”.③原理：经过辐射受激发射而实现光放大。29/32④特点：单色性佳：

频宽：自然线宽：

多普勒宽度：谱线宽度：相干性强：

相干长度：△lH=c△tH。迈克耳孙干涉仪————光时间相干性；杨氏试验——光源空间相干性。方向性好：发散角小→亮度高、照度大。30/32⑤种类：亦可按激光器工作方式、激励方式及谐振腔等分。总之，不论怎样分，每一类都包含许多激光器。按激光器工作物质性质分31/32