大学物理光学复习

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1、总复习Review主要内容一、光的干涉二、光的衍射三、几何光学四、光学仪器五、光的偏振六、光的吸收、散射和色散七、光的量子性八、现代光学基础一、光的干涉1.基本概念①光的电磁理论光是某一波段的电磁波，其速度就是电磁波的传播速度；可见光在电磁波谱中只占很小的一部分，波长在390~760nm的狭窄范围以内。②相干条件频率相同、振动方向相同、相位差恒定。③干涉的分类分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉。⒉杨氏双缝①相位差：光程差：d②光强分布：+③极值条件：④条纹：⒊薄膜干涉①光程差：②等倾：③等厚：⒋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=1

2、i1=i2=2且没有额外光程差）④基本公式：或者5.劈尖6.牛顿环二、光的衍射1.基本概念①衍射定义光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。②衍射条件障碍物的线度和光的波长可以比拟③衍射的分类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。⒉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，，直线传播。④波带片：奇数偶数3.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：，角宽度：线宽度：②圆孔衍射：光强分布：，：一阶贝塞尔函数。爱

3、里斑半角宽度：⒋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，②光栅方程：垂直入射时：③谱线的半角宽度：④谱线的缺级：5.X射线衍射布拉格方程：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：数值孔径空气中的光纤：⒋棱镜：最小偏向角⒌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：⒎单球面折射成像：⒏薄透镜：21::,:21-îíì>¢<¢¢==发散—会聚，凸—凹

4、发散—凹会聚，—凸nnnnthennnnif四、光学仪器⒈放大本领：①放大镜：②显微镜：物镜的横向放大率×目镜的放大本领③望远镜：3.分辨本领：①人眼：②显微镜：③望远镜：610.01==nRU0lq④棱镜光谱仪：⑤光栅光谱仪：五、光的偏振⒈五种偏振态①自然光：透过理想偏振片后，光强变为原来的一半。②线偏振光：③部分偏振光：④圆偏振光：⑤椭圆偏振光：⒉马吕斯定律⒊o光和e光⒋波片⒌偏振光的检验偏振片六、光的吸收、散射和色散1.光的吸收：——朗伯定律，——比尔定律。2.光的散射：——瑞利定律（天空、太阳、白云）3.光的色散：⒊光电效应①爱因斯坦的光子假设（1905）光在

5、传播过程中具有波动的特性，而在光和物质相互作用的过程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）的粒子上。产生光电效应的光是光子流，单个光子的能量与频率成正比，即E＝h。②爱因斯坦光电效应方程：七、光的量子性③光子的质量和动量：八、现代光学基础1.原子发光机理①玻尔的氢原子模型：②原子发光机理：2.激光①定义：由激光器产生的，波长在1mm以下的相干电磁辐射，它由物质的粒子受激发射放大产生，具有良好的单色性、相干性和方向性。②含义：光受激辐射放大。“激光”——“Laser”——“Lihgtamplificationbystimulatedemissionofradiatio

6、n”.③原理：通过辐射的受激发射而实现光放大。④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————光的时间相干性；杨氏实验——光源的空间相干性。方向性好：发散角小→亮度高、照度大。⑤种类：亦可按激光器工作方式、激励方式及谐振腔等分。总之，不管怎样分，每一类都包括许多激光器。按激光器工作物质性质分考试安排1.时间：元月2.地点：3.形式：闭卷→监考、主考、巡考4.内容：1～5、7→8→65.题型：填空、选择、简答、作图、计算6.题量、分值：7.复习：全面→重点，薄→厚→薄8.注意：①功夫在平时，考前复习不马

7、虎！②别留空白题！别交空白卷！考场别作弊！