物理光学复习课课件.ppt

《物理光学复习课课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理光学复习课1光学理论体系几何光学反射、折射、透镜经典光学波动光学干涉、衍射、偏振光学量子光学光的发射、吸收、相互作用激光原理及应用傅立叶光学、全息光学现代光学激光光谱学非线性光学2物理光学的研究对象是光这种物质的基本属性，它的传播规律和它与其它物质之间的相互作用。物理光学分为波动光学和量子光学；波动光学：研究光的波动性量子光学：研究光的量子属性3课本主要章节：光的电磁理论基础光波的叠加和分析光的干涉光的衍射光的偏振与晶体光学基础4第一章光的电磁理论基础麦克斯韦方程组：时变场情况下电磁场的传播规律：（1-1）（1-2）（1-4）（1-3）物质方程：静止的、各向同性的媒质中的物质方程有如下简

2、单关系：（1-5）（1-6）（1-7）电磁波5麦克斯韦方程组物质方程描述时变场情况下电磁场普遍规律电磁波的波动方程：该方程代表的波传播速度为，且E、B的方程形式相同，所以E、B遵循相同的规律。平面波球面波求解波动微分方程可得E、B的多种形式解：柱面波6可见光范围：电磁波谱7单色球面波：在各向同性均匀介质中的点光源发出等相面是球面的光波单色柱面波：平面波通过狭缝可获得柱面波。会聚球面波：发散球面波：发散柱面波：单色平面波:最简单的平面波是简谐波平面波会聚柱面波：8单色平面电磁波复振幅:当只关心场振动空间分布时，只用复振幅表示一个简谐波空间分布。9平面电磁波的性质：1、横波特性：电矢量和磁矢量的

3、方向均垂直波的传播方向。2、E、B、k互成右手螺旋系，上述关系能由一个场量及波传播方向确定另一个场量的方向。3、E和B同相，或对人眼、光敏材料和光检测器起作用的是电矢量而不是磁矢量，所以只考虑光波电场的作用，此时电矢量就代表光矢量EHk10为了描述电磁波的能量传播，引进辐射强度矢量S，也称坡印亭矢量。辐射强度矢量的方向：取能量流动的方向辐射强度矢量大小：单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的能量坡印亭矢量与光强11在求取同一均匀介质中两场点的相对强度时，可以直接用表示光强对于平面波，通过某点一段时间的平均能流密度其中，是S的时间平均值，A是平面波的振幅12菲涅尔公式p偏振光入射时振幅反射比振

4、幅透射比振幅反射比振幅透射比s偏振光入射时当时，p分量波全透过，反射光是垂直于入射面的s分量的线偏振光，这种现象称为布儒斯特现象，相应的入射角称为布儒斯特角()13答：会。对于振动方向在入射面内的p波，存在振幅反射率的情况，即p分量波全透过，这种现象称为布儒斯特现象，相应的入射角称为布儒斯特（Brewster）角，用表示,且满足。布儒斯特角的计算。例：当一束光射在两透明介质的界面上时，会发生只有透射而无反射的情况吗？如果有，在什么条件下发生？。14自然光入射时的反射比：反射、折射能流比与光强比15光正入射或入射角很小时的菲涅耳公式及反射率和透射率16光的吸收、色散、散射光的吸收定律C：溶液的

5、浓度；A：比例系数17光的色散正常色散：介质的折射率n随波长的增大而减少色散：介质的折射率随光的频率或波长而变化的现象反常色散的特点是折射率n随波长增大而单调增加，即色散率，且n在吸收区域附近变化剧烈正常色散的规律由经验公式，即柯希色散公式给出：这是一经验公式，式中a、b、c…均为正的常数，它们是由材料的性质决定的。18主要题型已知单色平面波或球面波的表达式，求频率、周期、振幅、相速度、传播方向机某个平面上的复振幅分布；或者相反的给出振幅、频率、波长求波的表达式；求反射率、透射率或反射率和透射率的光强度或偏振度19第二章光波的叠加和分析两个或两个以上的光波在相遇点产生的和振动是各个波单独产生

6、的振动的矢量和。光波的叠加原理光波的独立传播原理光在传播过程中与其它光束相遇时，不改变各自的传播方向，光速之间互不影响，各自独立传播。20真空中，光波叠加原理普遍成立媒质中，光波电磁场与媒质内部物质的相互作用满足线性条件时，光波叠加原理成立。当光强很强时，光与介质相互作用产生了非线性光学效应，光的叠加原理不再成立光波叠加原理的成立也是有条件的媒质分为‘线性媒质’和‘非线性媒质’线性媒质：波在其中传播时服从叠加原理和独立传播原理的媒质非线性媒质：波在其中传播时不服从叠加原理和独立传播原理的媒质21波的叠加两个频率相同、振动方向平行的光波的叠加，传播方向相同两个频率相同、振动方向平行的光波的叠加

7、，传播方向相反两个频率相同、振动方向垂直，传播方向相同的光波的叠加传播方向相同，振动方向平行，两个频率不同（但相差不大）光波的叠加22两个频率相同、振动方向平行的光波的叠加传播方向相同：传播方向相反：行波驻波23两束频率相同振动方向平行的光波叠加，什么情况下出现行波，什么情况下出现驻波，什么情况下两种情形都可能出现？两束频率相同振动方向平行的光波同向传播时，合成波是行波，两束频率相同振动方向平行且振幅相等的光