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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 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 390 760 nm 的狭窄范围以内。 相干条件 频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 干涉的分类 分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉。, 杨氏双缝 相位差: 光程差: d 光强分布: + 极值条件: 条纹:, 迈氏干涉仪 原理:分振幅法薄膜干涉 装置: 干涉条件: (n1 =n2 = 1
2、 i1 =i2 = 2 且没有额外光程差) 基本公式: 或者,5. 劈尖 6. 牛顿环,二、光的衍射,1. 基本概念 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。 衍射条件 障碍物的线度和光的波长可以比拟 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。, 菲涅尔衍射: 半波带理论: 圆孔衍射: ,平行光 : 圆屏衍射: k 不大时, ,几何中心永远有光; k 很大时, ,直线传播。 波带片: 奇数 偶数,3. 夫琅禾费衍射: 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:
3、线宽度: 圆孔衍射: 光强分布: , :一阶贝塞尔函数。 爱里斑半角宽度:, 平面透射光栅 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,,光栅方程: 垂直入射时: 谱线的半角宽度: 谱线的缺级: 5. X射线衍射 布拉格方程:,三、几何光学, 平面反射与折射: (平面反射镜) 象视深度 平板玻璃 全反射:临界角 光学纤维:数值孔径 空气中的光纤: 棱镜: 最小偏向角, 符号法则: 线段:右为正,左为负。 上为正,下为负。 角度:顺为正,逆为负。 图标均为正。 单球面反射成像:, 单球面折
4、射成像:, 薄透镜:,四、光学仪器,放大本领: 放大镜: 显微镜: 物镜的横向放大率目镜的放大本领 望远镜:,3. 分辨本领: 人眼: 显微镜: 望远镜:,棱镜光谱仪: 光栅光谱仪:,五、光的偏振, 五种偏振态 自然光: 透过理想偏振片后,光强变为原来的一半。 线偏振光: 部分偏振光: 圆偏振光: 椭圆偏振光:, 马吕斯定律 o光和e光 波片, 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:, 光电效应,爱因斯坦的光子假设(1905) 光在传播过程中具有波动的特性,而在光和物质相互作用
5、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 Eh 。 爱因斯坦光电效应方程:,七、光的量子性,光子的质量和动量:,八、现代光学基础,1.原子发光机理 玻尔的氢原子模型 :,原子发光机理:,2. 激 光,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。 含义: 光受激辐射放大。“激光”“Laser”“Lihgt amplification by stimulated emission of radiation”. 原理: 通过辐射的受激发射而实现光放大。,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。,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:15、 786 5.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:功夫在平时,考前复习不马虎! 别留空白题!别交空白卷!考场别作弊!,