大學物理光學復習資料-資料課件

總復習Review總復習Review1主要內(nèi)容一、光的干涉二、光的衍射三、幾何光學四、光學儀器五、光的偏振六、光的吸收、散射和色散七、光的量子性八、現(xiàn)代光學基礎主要內(nèi)容一、光的干涉2一、光的干涉1.基本概念①光的電磁理論光是某一波段的電磁波，其速度就是電磁波的傳播速度；可見光在電磁波譜中只占很小的一部分，波長在390~760nm的狹窄范圍以內(nèi)。②相干條件頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。③干涉的分類分波面干涉、分振幅干涉和分振動面干涉。一、光的干涉1.基本概念3⒉楊氏雙縫①相位差：光程差：d②光強分布：+③極值條件：④條紋：

⒉楊氏雙縫4⒊薄膜干涉①光程差：②等傾：③等厚：⒊薄膜干涉5⒋邁氏干涉儀①原理：分振幅法薄膜干涉②裝置：③干涉條件：（∵n1=n2=1i1

=i2=2且沒有額外光程差）④基本公式：或者⒋邁氏干涉儀65.劈尖6.牛頓環(huán)5.劈尖7二、光的衍射1.基本概念①衍射定義光繞過障礙物偏離直線傳播而進入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強分布不均勻的現(xiàn)象。②衍射條件障礙物的線度和光的波長可以比擬③衍射的分類a.菲涅耳衍射：近場、求和、點光源。b.夫瑯禾費衍射：遠場、積分、平行光。二、光的衍射1.基本概念8⒉菲涅爾衍射：①半波帶理論：

±②圓孔衍射：，平行光：③圓屏衍射：

k不大時，，幾何中心永遠有光；

k很大時，，直線傳播。④波帶片：奇數(shù)偶數(shù)

⒉菲涅爾衍射：93.夫瑯禾費衍射：①單縫衍射：合振幅：光強分布：中央最大值：極小值：次最大：

，3.夫瑯禾費衍射：，10角寬度：線寬度：②圓孔衍射：光強分布：，：一階貝塞爾函數(shù)。愛里斑半角寬度：角寬度：11⒋平面透射光柵①強度分布：單縫衍射因子×縫間干涉因子 主最大位置： 最小值位置：

兩個主最大之間有N-1個最小值，由N-2個次最大。 單縫衍射因子為0時也出現(xiàn)最小值，⒋平面透射光柵12②光柵方程：垂直入射時：③譜線的半角寬度：④譜線的缺級：5.X射線衍射布拉格方程：

②光柵方程：13三、幾何光學⒈平面反射與折射：（平面反射鏡）象視深度平板玻璃⒉全反射：臨界角⒊光學纖維：數(shù)值孔徑空氣中的光纖：⒋棱鏡：最小偏向角三、幾何光學⒈平面反射與折射：（平面反射鏡）14⒌符號法則:①線段：右為正，左為負。上為正，下為負。②角度：順為正，逆為負。③圖標均為正。⒍單球面反射成像：⒌符號法則:15⒎單球面折射成像：⒎單球面折射成像：16⒏薄透鏡：

21::,:21-?íì>￠<￠￠==發(fā)散—會聚，凸—凹發(fā)散—凹會聚，—凸nnnnthennnnif⒏薄透鏡： 21::,:21-?íì>￠<￠￠17四、光學儀器⒈放大本領：①放大鏡：②顯微鏡：物鏡的橫向放大率×目鏡的放大本領③望遠鏡：

四、光學儀器⒈放大本領：183.分辨本領：①人眼：②顯微鏡：③望遠鏡：610.01==nRU0lq3.分辨本領：610.01==nRU0lq19④棱鏡光譜儀：⑤光柵光譜儀：④棱鏡光譜儀：20五、光的偏振⒈五種偏振態(tài)①自然光：透過理想偏振片后，光強變?yōu)樵瓉淼囊话?。②線偏振光：③部分偏振光：④圓偏振光：⑤橢圓偏振光：五、光的偏振⒈五種偏振態(tài)21⒉馬呂斯定律⒊o光和e光⒋波片⒉馬呂斯定律22⒌偏振光的檢驗

偏振片⒌偏振光的檢驗23六、光的吸收、散射和色散

1.光的吸收：——朗伯定律，——比爾定律。

2.光的散射：——瑞利定律（天空、太陽、白云）

3.光的色散：六、光的吸收、散射和色散1.光的吸收：24⒊光電效應①愛因斯坦的光子假設（1905）光在傳播過程中具有波動的特性，而在光和物質(zhì)相互作用的過程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）的粒子上。產(chǎn)生光電效應的光是光子流，單個光子的能量與頻率成正比，即

E＝h。②愛因斯坦光電效應方程：

七、光的量子性

⒊光電效應①愛因斯坦的光子假設（1905）七、光的量子性25③光子的質(zhì)量和動量：③光子的質(zhì)量和動量：26八、現(xiàn)代光學基礎1.原子發(fā)光機理①玻爾的氫原子模型：八、現(xiàn)代光學基礎1.原子發(fā)光機理27②原子發(fā)光機理：②原子發(fā)光機理：282.激光①定義：

由激光器產(chǎn)生的，波長在1mm以下的相干電磁輻射，它由物質(zhì)的粒子受激發(fā)射放大產(chǎn)生，具有良好的單色性、相干性和方向性。②含義：光受激輻射放大?！凹す狻薄癓aser”——“Lihgtamplificationbystimulatedemissionofradiation”.③原理：通過輻射的受激發(fā)射而實現(xiàn)光放大。2.激光①定義：29④特點：單色性佳：

頻寬：自然線寬：

多普勒寬度：譜線寬度：相干性強：

相干長度：△lH=c△tH。邁克耳孫干涉儀————光的時間相干性；楊氏實驗——光源的空間相干性。方向性好：發(fā)散角小→亮度高、照度大。④特點：30⑤種類：亦可按激光器工作方式、激勵方式及諧振腔等分?？傊?，不管怎樣分，每一類都包括許多激光器。按激光器工作物質(zhì)性質(zhì)分⑤種類：亦可按激光器工作方式、激勵方式及諧振腔等分。按激光31考試安排1.時間：元月2.地點：3.形式：閉卷→監(jiān)考、主考、巡考4.內(nèi)容：1～5、

7→8→65.題型：填空、選擇、簡答、作圖、計算6.題量、分值：7.復習：全面→重點，薄→厚→薄8.注意：①功夫在平時，考前復習不馬虎?、趧e留空白題！別交空白卷！考場別作弊！考試安排1.時間：元月32總復習Review總復習Review33主要內(nèi)容一、光的干涉二、光的衍射三、幾何光學四、光學儀器五、光的偏振六、光的吸收、散射和色散七、光的量子性八、現(xiàn)代光學基礎主要內(nèi)容一、光的干涉34一、光的干涉1.基本概念①光的電磁理論光是某一波段的電磁波，其速度就是電磁波的傳播速度；可見光在電磁波譜中只占很小的一部分，波長在390~760nm的狹窄范圍以內(nèi)。②相干條件頻率相同、振動方向相同、相位差恒定。③干涉的分類分波面干涉、分振幅干涉和分振動面干涉。一、光的干涉1.基本概念35⒉楊氏雙縫①相位差：光程差：d②光強分布：+③極值條件：④條紋：

⒉楊氏雙縫36⒊薄膜干涉①光程差：②等傾：③等厚：⒊薄膜干涉37⒋邁氏干涉儀①原理：分振幅法薄膜干涉②裝置：③干涉條件：（∵n1=n2=1i1

=i2=2且沒有額外光程差）④基本公式：或者⒋邁氏干涉儀385.劈尖6.牛頓環(huán)5.劈尖39二、光的衍射1.基本概念①衍射定義光繞過障礙物偏離直線傳播而進入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強分布不均勻的現(xiàn)象。②衍射條件障礙物的線度和光的波長可以比擬③衍射的分類a.菲涅耳衍射：近場、求和、點光源。b.夫瑯禾費衍射：遠場、積分、平行光。二、光的衍射1.基本概念40⒉菲涅爾衍射：①半波帶理論：

±②圓孔衍射：，平行光：③圓屏衍射：

k不大時，，幾何中心永遠有光；

k很大時，，直線傳播。④波帶片：奇數(shù)偶數(shù)

⒉菲涅爾衍射：413.夫瑯禾費衍射：①單縫衍射：合振幅：光強分布：中央最大值：極小值：次最大：

，3.夫瑯禾費衍射：，42角寬度：線寬度：②圓孔衍射：光強分布：，：一階貝塞爾函數(shù)。愛里斑半角寬度：角寬度：43⒋平面透射光柵①強度分布：單縫衍射因子×縫間干涉因子 主最大位置： 最小值位置：

兩個主最大之間有N-1個最小值，由N-2個次最大。 單縫衍射因子為0時也出現(xiàn)最小值，⒋平面透射光柵44②光柵方程：垂直入射時：③譜線的半角寬度：④譜線的缺級：5.X射線衍射布拉格方程：

②光柵方程：45三、幾何光學⒈平面反射與折射：（平面反射鏡）象視深度平板玻璃⒉全反射：臨界角⒊光學纖維：數(shù)值孔徑空氣中的光纖：⒋棱鏡：最小偏向角三、幾何光學⒈平面反射與折射：（平面反射鏡）46⒌符號法則:①線段：右為正，左為負。上為正，下為負。②角度：順為正，逆為負。③圖標均為正。⒍單球面反射成像：⒌符號法則:47⒎單球面折射成像：⒎單球面折射成像：48⒏薄透鏡：

21::,:21-?íì>￠<￠￠==發(fā)散—會聚，凸—凹發(fā)散—凹會聚，—凸nnnnthennnnif⒏薄透鏡： 21::,:21-?íì>￠<￠￠49四、光學儀器⒈放大本領：①放大鏡：②顯微鏡：物鏡的橫向放大率×目鏡的放大本領③望遠鏡：

四、光學儀器⒈放大本領：503.分辨本領：①人眼：②顯微鏡：③望遠鏡：610.01==nRU0lq3.分辨本領：610.01==nRU0lq51④棱鏡光譜儀：⑤光柵光譜儀：④棱鏡光譜儀：52五、光的偏振⒈五種偏振態(tài)①自然光：透過理想偏振片后，光強變?yōu)樵瓉淼囊话?。②線偏振光：③部分偏振光：④圓偏振光：⑤橢圓偏振光：五、光的偏振⒈五種偏振態(tài)53⒉馬呂斯定律⒊o光和e光⒋波片⒉馬呂斯定律54⒌偏振光的檢驗

偏振片⒌偏振光的檢驗55六、光的吸收、散射和色散

1.光的吸收：——朗伯定律，——比爾定律。

2.光的散射：——瑞利定律（天空、太陽、白云）

3.光的色散：六、光的吸收、散射和色散1.光的吸收：56⒊光電效應①愛因斯坦的光子假設（1905）光在傳播過程中具有波動的特性，而在光和物質(zhì)相互作用的過程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）的粒子上。產(chǎn)生光電效應的光是光子流，單個光子的能量與頻率成正比，即

E＝h。②愛因斯坦光電效應方程：

七、光的量子性

⒊光電效應①愛因斯坦的光子假設（1905）七、光的量子性57③光子的質(zhì)量和動量：③光子的質(zhì)量和動量：58八、現(xiàn)代光學基礎1.原子發(fā)光機理①玻爾的氫原子模型：八、現(xiàn)代光學基礎1.原子發(fā)光機理59②原子發(fā)光機理：②原子發(fā)