光学教程第四版(姚启钧)期末总结

1第第一一章章小小结结一一、、光光的的电电磁磁理理论论①①光光是是某某一一波波段段的的电电磁磁波波，，其其速速度度就就是是电电磁磁波波的的传传播播速速度度。。②②光光波波中中的的振振动动矢矢量量通通常常指指的的是是电电场场强强度度。。③③可可见见光光在在电电磁磁波波谱谱中中只只占占很很小小的的一一部部分分，，波波长长在在339900~~776600nnmm的的狭狭窄窄范范围围以以内内。。④④光光强强（（平平均均相相对对光光强强））：：II==AA^^22。。二二、、光光的的干干涉涉：：①①干干涉涉：：满满足足一一定定条条件件的的两两列列或或两两列列以以上上的的波波在在空空间间相相遇遇时时，，相相遇遇空空间间的的光光强强从从新新分分布布：：形形成成稳稳定定的的、、非非均均匀匀的的周周期期分分布布。。②②相相干干条条件件：：频频率率相相同同、、振振动动方方向向相相同同、、相相位位差差恒恒定定。。③③干干涉涉光光强强：：)cos(2122122212AAAAA三三、、相相位位差差和和光光程程差差真真空空中中均均匀匀介介质质中中nrrn1ctrcnr光光程程：：光光程程差差：：12rr1122rnrn)tt(crcrc121122相相位位差差：：121222rrkrr1,21noo空间角频率或角波数2k四四、、干干涉涉的的分分类类：：9.5311.17.1.b1.109.18.1.a25.14.11）分振动面干涉（、等倾干涉、、等厚干涉）分振幅干涉（、）分波面干涉（.五五、、干干涉涉图图样样的的形形成成：：（（11））干干涉涉相相长长2,1,0,22:222:1212jjrrthenjrrjif则：：2（（22））干干涉涉相相消消：：2,1,0,212:12212:1212jjrrthenjrrjif则六六、、干干涉涉条条纹纹的的可可见见度度：：七七、、条纹便可分辨一般情况模糊不清不可以分辨当清晰条纹反差最大时当,7.0V,,0V,II,1,V,0IIII-IVminmaxminminmaxminmax212122121222121IIII2)A/A(1)A/A(2AAA2AV七七、、半半波波损损失失的的结结论论：：当当光光从从折折射射率率小小的的光光疏疏介介质质向向折折射射率率大大的的光光密密介介质质表表面面入入射射时时，，反反射射过过程程中中反反射射光光有有半半波波损损失失。。八八、、杨杨氏氏双双缝缝：：九九、、cba,2,1,0212,2,1,0000、、激光器条纹间距：暗纹：亮纹：dryjdrjyjdrjy九九、、等等倾倾干干涉涉：：薄薄膜膜干干涉涉时时，，当当膜膜的的上上下下表表面面平平行行即即膜膜的的厚厚度度处处处处相相等等，，面面光光源源入入射射，，凡凡入入射射角角相相同同的的就就形形成成同同一一条条纹纹，，即即同同一一干干涉涉条条纹纹上上的的各各点点都都具具有有同同一一的的倾倾角角————等等倾倾干干涉涉条条纹纹。。2,1,02)2(2)12(sin2cos212212222jjjinnhihn相消相长.十十、、等等厚厚干干涉涉：：薄薄膜膜干干涉涉时时，，当当膜膜的的上上下下表表面面不不平平行行，，即即膜膜的的厚厚度度不不相相等等，，点点光光源源入入射射，，对对应应于于每每一一直直线线条条纹纹的的薄薄膜膜厚厚度度是是相相等等的的————等等厚厚干干涉涉条条纹纹。。相消相长即：相消相长亦很小很小，都有半波损122122122122122112212212sin22,1,0sin2212122sin22innjhjinnjhjjhnnornninnhCDnBCABn.十十一一、、迈迈克克耳耳孙孙干干涉涉仪仪：：NhorNh2:2十十二二、、劈劈尖尖：：3十十三三、、牛牛顿顿环环：：3,2,12,1,0212jRjrjRjr暗亮即：.第第二二章章小结一、光的衍射现象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。2.条件：障碍物的线度和光的波长可以比拟二、惠更斯－菲涅耳原理波面S上每个面积元dS都可以看成新的波源，它们均发出次波。波面前方空间某一点P的振动可以由S面上所有面积元所发出的次波在该点叠加后的合振幅来表示。.三、菲涅耳半波带任何相邻两带的对应部分所发出的次波到达P点时的光程差都为λ/2，即相位相反。Ak=(a1±ak)/2四、菲涅耳波带片只让奇数或偶数半波带透光的屏（光学元件）f’’=ρk2/(kλ)五五、、衍衍射射的的分分类类1.菲涅耳衍射ftgflkbkkbkAbucuarkRrkkkPkkkD22.1D22.1R61.0AI,0sin,2,121sin,2,1,sinI,0sinsin,sinII,2A)11(1120P00020020100200线半径：＝＝半角宽度：＝中央最大：圆孔（爱里斑）：，）＋（次最大：最小值：＝中央最大：单缝：夫琅禾费衍射远有光圆屏几何影子的中心永圆屏：圆孔：菲涅耳衍射2.夫琅禾费衍射ftgflkbkkbkAbucuarkRrkkkPkkkD22.1D22.1R61.0AI,0sin,2,121sin,2,1,sinI,0sinsin,sinII,2A)11(1120P00020020100200线半径：＝＝半角宽度：＝中央最大：圆孔（爱里斑）：，）＋（次最大：最小值：＝中央最大：单缝：夫琅禾费衍射远有光圆屏几何影子的中心永圆屏：圆孔：菲涅耳衍射六、平面透射光栅：4.第第33章章小小结结：：一一、、基基本本概概念念和和基基本本规规律律程性质等。马原理、物象之间的光三个基本实验规律、费和像等心光束、光学系统、物光线、波面、光程、单二二、、光光在在平平面面界界面面上上的的反反射射和和折折射射ynny12折射：维）心性（全反射、光学纤反射：不破坏光束的单.121sinnnic222100sinnnun22211sinnni)(2,2,222220111AiiAiiAiiAi＝)(2,2,222220111AiiAiiAiiAi＝5)(2,2,222220111AiiAiiAiiAi＝2sin2sinsinsin021AAiin三三、、光光在在球球面面上上的的反反射射和和折折射射ffxxsfsfrnnsnsnfrss,11211，折射：反射：112,ysssrys,nnnnysisnssrysisn四四、、薄薄透透镜镜ffxxsfsfsnsn,112，ФФ==222112122111)(lim)(lim:nrnnrnnnsfnrnnrnnnsfifss像方焦距：物方焦距：,,fxxfssyy2111)1(11rrnfffss111ffxx五五、、复复合合光光具具组组::,:21îí좢¢==发散—会聚，凸—凹发散—凹会聚，—凸nnnnthennnnif6)533()()523()()513()(121221212211211221212121fdfdffdfptffntffftpfdfdffdfptffntffftpdffffftffnfff1sfsfffxxxffxsffssfsfsftffnffffssftfpftfpffpsnffpsnpsspssffsnffsnfntsnsfnssn1,)(111,)613(])([])([)603()()(11212112211221122111＝化简得，及并利用代入上式将又)()(,,)(utgtgutguutgxffxssssPHHPHPHMPHMHtguutgMHHMsPHsHPPHMHutgHPHMutg)()(,,)(utgtgutguutgxffxssssPHHPHPHMPHMHtguutgMHHMsPHsHPPHMHutgHPHMutg1,＝时，均有和当fxfxxffx1,＝时，均有和当fxfxxffx1,＝时，均有和当fxfxxffx.第第四四章章小小结结一一、、放放大大本本领领uuM11..人人眼眼2255ccmm22..放放大大镜镜fM2533..目目镜镜aad32,2744..显显微微镜镜MfflM212555..望望远远镜镜21ffM二二、、分分辨辨本本领领Ru610.0111..人人眼眼nRu610.010（（瑞瑞利利判判据据））22..显显微微镜镜nsinu610.0y33..望望远远镜镜fd220.1y44..棱棱镜镜光光谱谱仪仪ddnfbfDLddnpddnbddD线：色：角：55..光光栅栅光光谱谱仪仪dcosjffDLjNpdcosjddD线：色：角：第五章小结一、五种偏振态：⒈自然光：,2oyxIII通过理想偏振片后，光强减为原来的一半。⒉线偏振光：)cos()ˆˆ(ˆˆkztyAxAyExEEyxyx⒊部分偏振光：8偏振度：)(,1),0.minmaxminmax线偏振光全偏振光非偏振光（自然光PPIIIIP⒋圆偏振光：],ˆ)sin(ˆ)[cos(oykztxkztAE“-”右旋、顺时针，“+”左旋、逆时针。⒌椭圆偏振光：,ˆ)cos(ˆ)cos(xykztxkztAE,ˆ)cos(ˆ)cos(xykztxkztAE“-”右旋、顺时针，“+”左旋、逆时针。.,0:;2,.0yx部分偏振光线偏振光自然光）线偏振光椭圆（圆AAA二、两个基本定律布儒斯特角，全偏振角布儒斯特定律：透振方向间的夹角、马吕斯定律：102101210212290,tg.