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光学

相干光

普通光的发光机理

处于激发态的原子的自发辐射

单色光

400-760nm为可见光，具有单一频率的光称为可见光

光谱曲线：横坐标为波长，纵坐标为强度

谱线宽度

最大强度的一半所包围的波长范围

相干光定义

振动频率，振动方向相同和相位差恒定的光波

相干光的获取方法

分波阵面法

分振幅法

双缝干涉

杨氏双缝实验

分波阵面法

干涉明暗条纹位置

光程差=xd/D=k波长

x=kD波长/d 明纹

x=(2k+1)D波长/2d 暗纹

劳埃德镜实验

光从光疏介质射到光密介质界面反射时，在掠射或正入射的条件下，反射光的相位有Π的半波损失

光程和光程差

光程

光波在某一介质中所经历光程等于它的几何路程x与介质折射率n的乘积nx

光程差

相位差=2派r2/波长2-2派r1/波长1

物像之间的的等光性

使用透镜只能改变光波的传播路径，但对物、像间各光线不会引起附加的光程差

反射光的相位突变和附加光程差

n1n2或n1>n

薄膜干涉

等倾干涉条纹

增透膜和高反射膜

2nd=(k+1/2)波长

2nd+波长/2=k波长反射光增强

2nd=k波长透射光增强

等厚干涉条纹

劈尖膜

任何两个相邻的明纹和暗纹之间的距离：lsin∂=波长/2

牛顿环

这些干涉条纹是以接触点O为中心的同心圆环，称为牛顿环

光的衍射现象

波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘前进，这种偏离直线传播的现象称为波的衍射现象

单缝的夫琅禾费衍射

暗纹：asin∂=2k波长/2

明纹：asin∂=(2k+1)波长/2

圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨本领

圆孔的夫琅禾费衍射

sin∂=1.22波长/d

光学仪器分辨本领

光学仪器的分辨率都与仪器的口径成正比

光栅衍射

由大量等宽间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅

总缝数为N，缝宽为a,缝间不透光部分为b，(a+b)=d称为光栅常量

光栅衍射条纹的成因

光栅的衍射条纹是单缝衍射和多缝衍射的综合效果

光栅方程

(a+b)sin∂=k*波长

缺级

a+b/a=k

光的偏振状态

线偏振光

光矢量始终沿着某一方向振动，这样的光就称为线偏振光

光的振动方向在振动面内具有不对称性，这叫做偏振

自然光

自然光是非偏振的

部分偏振光

部分移除自然光两个互相垂直的独立振动分量，使得两个独立分量不相等，就获得所谓的部分偏振光（完全移走一个独立振动分量称为线偏振光）

起偏和检偏马吕斯定律

起偏和检偏

从自然光获得偏振光的过程称为起偏

产生起偏作用的光学元件称为起偏器

检验入射光是否偏振光的是检偏器

偏振实验

自然光：出射光光强不变

偏振器I=1/2I0

部分偏振光：出现两明两暗的现象，且无消光现象

线偏振光：出现两明两暗和偏振现象

马吕斯定律

I2=I1cos^2a

布鲁斯特定律

tand=n1/n2 反偏振光为线偏振光，振动方向垂直入射角

反射和折射时光的偏振

自然光在两种介质的分界面上反射和折射时，反射光和折射光都将成为部分偏振光，在特定情况下，反射光可能成为完全偏振光

普通物理光学

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