《光学习题》PPT课件

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1、光学光学几何光学物理光学现代光学波动光学量子光学光的干涉光的衍射光的偏振非线性光学激光光谱学信息光学全息术光纤通信集成光学统计光学诺贝尔物理学奖（光学相关奖项）1901伦瑟（德）伦瑟射线1902荷兰塞曼效应1907麦克尔逊（美）干涉仪1908李谱曼（法）彩色照相干涉学1914劳厄（德）晶体中X射线衍射现象1915布拉格（英）X射线在晶体中的研究1917英x射线标示谱1919斯塔克（德）极遂射线的多普勒效应及电场下光谱线的分裂1921爱因斯坦（德）光电效应1923米利肯（美国）基本电荷和光电效应1924西格巴恩（瑞

2、典）x射线光谱学1930拉曼（印度）光散射1953（荷兰）泽尔尼克相衬显微镜1966卡斯特勒（法）磁光共振1981（瑞典和美国）高分辨率仪器和激光光谱学1997（美法）朱利文激光冷却和捕获原子2001（美）玻色-爱因斯坦凝聚实验2005（美德）激光的精密光谱;光学相干的量子理论2009(高锟，香港,美）光纤通讯，半导体成像器件（化学）1985X射线确定晶体结构1999泽维尔（美）激光观测原子在分子中的运动2008年美裔科学家钱永健等研究绿色荧光蛋白生理医学1903年，NielsRybergFinsen（丹麦），利

3、用光辐射治疗狼疮1911年，AllvarGullstrand（瑞典），关于眼睛屈光学方面的研究1946年，赫尔曼·约瑟夫·缪勒（HermannJosephMuller，美国），发现X射线诱导突变1979年，AllanM.Cormack（美国），GodfreyN.Hounsfield（英国）开发计算机辅助的X射线断层成像仪超强激光：TW每厘米1万亿伏的电场、10亿高斯磁场、10亿亿帕的压强和类似星体内部的物质密度和温度，为激光聚变快点火、超热物质、强辐射源、激光粒子加速、新光源、天体物理、相对论等离子体物理、核物理

4、、材料科学、生命科学等前沿科学领域创造了前所未有的研究条件。光学一.光的干涉相干光:振动方向相同，频率相同，相位差恒定，光程差不能太大。光程:光在介质中通过的路程按相位变化相同折合到真空中的路程,L=nr；位相差与光程的关系：Δ=2L/；半波损失：光从光疏媒质到光密媒质入射时，反射光的位相有的突变，这相当于光程增加或者减小/2，称作半波损失。获得相干光的方法分波阵面法分振幅法(薄膜干涉)杨氏双缝菲涅耳双面(棱)镜洛埃镜等厚干涉等倾干涉劈尖干涉牛顿环双缝干涉:明暗相间的等间距的平行直条纹。明纹中心：暗纹中

5、心：条纹间距：一。dDSpxαS1S2PODAB等厚干涉A.劈尖干涉：条纹为平行与劈尖棱边的等间距平行条纹。明纹条件：暗纹条件：条纹间距：B.牛顿环：为同心圆形条纹明纹半径：暗纹中心：C.等倾干涉：内疏外密的圆环明纹条件：暗纹条件：条纹间距：二.光的衍射1.定义：惠更斯--菲涅耳原理；瑞利判据；2.单缝衍射：暗纹明纹零级条纹的半角宽度（k级条纹的角宽度）3.光栅衍射：明纹暗纹缺级光强分布三.光的偏振1.定义：光波中与传播方向垂直的二维空间中电矢量的振动状态。2.偏振光的分类：自然光，线偏振光，部分偏振光，圆偏

6、振光，椭圆偏振光3.两个定律：A.马吕斯定律：B.布儒斯特定律：4.双折射现象(波片）：4。X射线的衍射布拉格公式：2dsin=k(k=1,2,3,…)线偏光垂直入射波片时，o光和e光通过波片后的光程差为：例1：在双缝干涉实验中，波长=550nm的单色平行光垂直入射到缝间距的双缝上，屏到双缝的距离D=2m，求（1）中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；（2）用一厚度为，折射率为n=1.58的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？（3）若将原装置放入液体中，观察到空气中的第三级明纹正好是液体

7、中的第四级明纹，求液体的折射率。aDSpx10α解（1）或由也可得到（2）加云母片后，零级条纹要移动，设移到原来的第k级明纹处，则r2-r1=k此时零级条纹满足得=7（3）液体中的波长：由条件xk=kD/d,知：aDSpxkαer1r2S1SpMS2E例2.在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明纹。若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时：（A）P点处仍是明条纹；（B）P点处是暗条纹；（B）不能确定P点处是暗条纹或是明条纹；（B）无干涉条纹；例2.在双缝干涉实验

8、中，屏幕E上的P点处是明纹。若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，如图所示，则此时：（A）P点处仍是明条纹；（B）P点处是暗条纹；（B）不能确定P点处是暗条纹或是明条纹；（B）无干涉条纹；S1SpMS2ES1SpMS2E例2.在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明纹。若将缝S2盖住，并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M，