上海理工大学光学结构基础

1、整 体 结 构,光的干涉,干涉基础,干涉现象,干涉条件,分波面干涉,干涉分类,分振幅干涉,杨氏双缝,洛埃镜,菲涅耳双镜,薄膜干涉,劈尖,牛顿环,迈克尔逊仪,光的干涉部分,1 介质的折射率,2 波长关系,一、基本概念,3 光程,4 光程差与相位差关系,典型习题,计算两个光路的光程差、相位差,计算不同介质的波长、波速,频率相同,波长为真空中的波长,干涉极大条件,干涉极小条件,二、基本定理,1 干涉条件,相干光源：频率相同、振动方向相同、相位差恒定,典型习题,求干涉极大、极小 ,波长为真空中的波长,2 杨氏双缝干涉,干涉加强,相邻明条纹间距,典型习题,求干涉加强（减弱）位置、条纹间距,求加介质片的情

2、况,求斜入射情况,求白光入射情况,注意：角度很小,3 薄膜干涉,垂直入射,典型习题,求光程差、相位差,注意：半波损失个数,1个半波损失,1个半波损失,级次分析,4 劈尖干涉,明,暗,相邻明纹对应的厚度差,相邻明纹之间的距离,夹丝厚度,利用“等厚”概念，判断凸凹,典型习题,求相邻条纹距离、厚度差、可出现条纹数、可出现条纹最高级次,判断凸凹、凸凹高（深）度,5 牛顿环,6 迈克耳逊干涉仪,动镜移动距离与冒出（缩进）个数关系,迈克耳逊干涉仪一个臂增加介质片引起的附加光程差,典型习题,求波长、曲率半径、明（暗）环半径,用波长为的单色光垂直照射折射率为n2的劈尖薄膜（如图），图中各部分折射率的关系是.

3、观察反射光的干涉条纹,从劈尖顶开始向右数第五条暗条纹中心所对应的厚度 e,二个半波损失,第0级存在，第五条为第四级,薄钢片上有两条紧靠的平行细缝,用波长 = 546.1nm的平面光波正入射到钢片上.屏幕距双缝的距离为 D = 2.00 m,测得中央明条纹两侧的第五级明条纹间的距离为 X = 12.0 mm 。 (1) 求两缝间的距离。,(2) 从任一明条纹(记作0)向一边数到第20条明条纹，共经过多大距离?,相邻两纹间距,(3) 如果使光波斜入射到钢片上,条纹间距将如何改变?（用计算说明）,在相邻两纹的两组光线中都增加了一个固定大小的光程差AB，计算其差值时减掉了，则条纹间距不变,A,B,如图

4、所示，在地面上有波源S和探测器 D 相距 d，从S直接发出的波与从S发出经高度为 H 的水平大气层反射后的波在 D 处加强. 设在大气反射层 C 处，入射线和反射线与反射层面成相等的角度. 当水平大气层逐渐升高 h 距离时，D处未测到信号. 如不考虑大气对能量的吸收，求波源S发出波的波长.(提示：反射波需考虑半波损失),解：,故两式相减得：,光的衍射,衍射基础,衍射现象,基础理论,单缝衍射,衍射分类,圆孔衍射,光栅衍射,夫琅和费衍射,菲涅耳衍射,光的衍射部分,一、基本概念,惠更斯菲涅耳原理,半波带法,二、基本定理,1 单逢衍射,波带数,暗,波带数,明,自己比较与干涉的区别,中央明纹的半角宽度,

5、线宽度,缝位置变化不影响条纹位置分布,典型习题,计算半角宽度、中央明纹宽度,计算各级角宽度、线宽度,移动狭缝、移动透镜对条纹影响,衍射角很小,2 圆孔的夫琅禾费衍射,爱里斑的半角宽度,爱里斑的线半径,典型习题,求爱里斑的半角宽度（仪器最小分辨角）、线半径,衍射角很小,3 衍射光栅,光栅公式,最高级次,缺级条件,斜入射的光栅方程,典型习题,计算衍射角度、光栅常数,计算最高级次、可出现的条纹数,计算缺级,两光重合，求一光波长、级次,衍射角不小,一块每毫米有500条纹的光栅，用纳黄光正入射，观测衍射光谱。纳黄光包含两条谱线，其波长分别为589.6 nm和589.0nm。求在第二级光谱中这两条谱线互相分离的角度。,解：,整 体 结 构,光的偏振,光的偏振状态,自然光,部分偏振光,偏振光的获得,偏振片,线偏振光,反射起偏,折射起偏,双折射,马吕斯定律,布儒斯特定律,玻璃片堆,o、e光,光的偏振部分,自然光通过偏振片后的出射光强,线偏光通过偏振片后出射光强,布儒斯特定律,i0+r =90o 时，反射光为线偏振光,典型习题,计算自然光、线偏光通过多个偏振片后的出射光强,典型习题,计算布儒斯特定角、折射角、折射率,一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射