物理光學(xué)復(fù)習(xí)

物理光學(xué)復(fù)習(xí)課核心理論光是一種電磁波數(shù)學(xué)基礎(chǔ)麥克斯韋方程組典型特征干涉、衍射和偏振光波與物質(zhì)聯(lián)系的特征晶體光學(xué)第一部分光的電磁理論基礎(chǔ)麥克斯韋方程波動(dòng)方程平面電磁波的性質(zhì)反射定律和菲涅耳公式振幅、能量、相位和偏振態(tài)的改變光的吸收、色散和散射光的疊加駐波、橢圓偏振光的產(chǎn)生波動(dòng)公式：H(B)、K、E、互成右手螺旋系p光和s的含義（結(jié)合o光和e光）會(huì)利用反射、透射系數(shù)以及反射、透射比公式計(jì)算。記憶正入射時(shí)的簡化公式。理解振幅和相位曲線的意義

半波損失出現(xiàn)的條件

起偏角和全反射角的概念和計(jì)算理解全反射中隱逝波的特性理解正常和反常色散的含義，理解自然界中的散射現(xiàn)象光在界面的反射和折射波的疊加

駐波和行波的區(qū)別兩個(gè)方向相互垂直的兩個(gè)振動(dòng)方向的合成，不同的振幅比和相位差下合成的偏振態(tài)

線偏振、圓偏振、橢圓偏振光出現(xiàn)的條件，左旋和右旋的含義以及出現(xiàn)的條件第二部分光的干涉和干涉系統(tǒng)干涉的本質(zhì)光的疊加光既有振幅也有相位干涉的條件干涉的分類分波前干涉分振幅干涉雙縫干涉等傾干涉等厚干涉多光束干涉振動(dòng)方向、頻率和相位關(guān)系光程差－>相位差關(guān)鍵相干方法雙縫干涉光強(qiáng)分布特點(diǎn)：亮、暗條紋條件以及條紋寬度干涉條紋的可見度影響因素振幅比光源寬度單色性空間相干性時(shí)間相干性光源非單色性相干長度時(shí)間相干性橫向縱向光源尺寸橫向空間相干性最大光程差干涉條紋可見度的影響因素dbc縱向空間相干性理解空間相干性和時(shí)間相干性等傾、等厚干涉條紋特點(diǎn)、低級(jí)和高級(jí)的位置、條紋間隔等傾、等厚條紋的計(jì)算（結(jié)合牛頓環(huán)和邁氏干涉儀），注意半波損失出現(xiàn)的條件等厚條紋明（暗）紋間距L:

相鄰兩明（暗）紋間對(duì)應(yīng)的厚度差d多光束干涉（等傾干涉）掌握透射干涉、反射干涉條紋的特點(diǎn)。透射光的多光束干涉條紋極為明銳。掌握條紋銳度(精細(xì)度)的含義，以及影響因素。懂得F-P標(biāo)準(zhǔn)距測(cè)量微小波長差的原理(由干涉等級(jí)與精細(xì)度即反射比決定)。理解其高的色分辨本領(lǐng)的原因。理解光學(xué)薄膜的工作原理以及透射比和反射比的影響因素。第三部分光的衍射基爾霍夫衍射公式菲涅耳衍射夫瑯和費(fèi)衍射典型孔徑的夫氏衍射多縫夫瑯和費(fèi)衍射衍射光柵半波片惠更斯原理衍射的本質(zhì)：子波干涉。以及干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系。理解衍射的區(qū)域分類和空間條件。理解夫瑯和費(fèi)衍射圖樣的物理意義，即衍射孔徑上光場(chǎng)的傅立葉變換。掌握單縫、矩孔、圓孔衍射圖樣的特點(diǎn)。利用瑞麗判據(jù)，會(huì)計(jì)算光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)。結(jié)合多縫衍射特點(diǎn)，掌握光柵的工作原理，理解其高的色分辨本領(lǐng)的原因。理解菲涅爾半波片作為透鏡的工作原理。典型孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射主極大、主極小的位置和中央亮斑的寬度波長和縫寬對(duì)條紋寬度的影響（兩個(gè)極限：幾何光學(xué)、干涉）矩孔衍射圓孔衍射愛里斑的（角）半徑：意義：給出光學(xué)成像的分辨率極限。瑞麗判據(jù)：兩個(gè)點(diǎn)物像斑極大值之間的距離等于各自中央像斑的半寬度。計(jì)算望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等成像的極限大小或距離。理解光學(xué)成像系統(tǒng)提高分辨率的方法。光強(qiáng)度由兩個(gè)因子決定：是單縫衍射因子，由縫本身的性質(zhì)決定。是多縫干涉因子，只與縫的周期性有關(guān)。多縫衍射條紋分析

1）主極大值條件（光柵方程）：當(dāng)2）極小值條件：有零值，且在兩主極大間有N－1個(gè)零值主極大的半角寬度：主極大的寬度與縫數(shù)成反比，縫數(shù)越多，條紋越細(xì)密。意義：強(qiáng)度為零的衍射光相干，相長干涉的強(qiáng)度仍為零如缺第3、6、9…級(jí)明紋單縫衍射的極小雙縫干涉的極大缺級(jí)同時(shí)存在衍射光柵如果選擇“自準(zhǔn)條件”入射，即i==θ，則有==0。光柵方程當(dāng)m＝1時(shí)，對(duì)應(yīng)l=lB稱為閃耀波長，此時(shí)光強(qiáng)最大值正好分布在衍射的1級(jí)光譜上（在g方向上）實(shí)例：衍射面光強(qiáng)度分布最大的方向柵面法線gida刻劃面法線g第四部分晶體光學(xué)光在晶體內(nèi)的傳播確定的k，對(duì)應(yīng)兩個(gè)解光的晶體表面的折射惠更斯作圖法應(yīng)用：偏振器件起偏、分束波片偏振光的變換和測(cè)定晶體雙折射的應(yīng)用——電光調(diào)制偏振光的干涉基本概念o光e光的定義，主平面、主截面、入射面的含義。結(jié)合介電張量以及光軸的定義，理解各向同性、各向異性、單軸、雙軸晶體以及正晶、負(fù)晶的含義。掌握晶體中E、S、D、K和H的方向關(guān)系圖。結(jié)合折射率橢球，掌握用幾何的方法求解晶體中光振動(dòng)矢量和對(duì)應(yīng)折射率的問題。理解各向異性晶體中光傳播不滿足折射定律的含義。結(jié)合光線面(波面)的含義，掌握計(jì)算法和幾何法求解晶體中的折射問題。理解波矢方向、光線方向、能流方向等的含義。理解偏振器件的工作原理。掌握波片的特性，半波片、四分之一波片對(duì)光偏振態(tài)改變的性質(zhì)。掌握利用起偏、檢偏和波片進(jìn)行偏振態(tài)的測(cè)定方法。結(jié)合偏振光的干涉，理解電光調(diào)制的工作原理。光在晶體中的傳播折射率橢球(光率體)AC光軸i晶體表面的折射－斜入射....光線在晶體主截面內(nèi)傾斜入射時(shí)的雙折射現(xiàn)象（光軸垂直于入射面）eeAoAAoAO’EO入射光(Incidentray)opticalaxiseeAoAAoAO’EOE’入射光(Incidentray)opticalaxisAAAAO’EOE’入射光(Incidentray)optic