光学期末复习.pptx
《光学期末复习.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光学期末复习.pptx(81页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1要点归纳要点归纳 5.1自然光与偏振光一、光波的偏振性一、光波的偏振性一、光波的偏振性一、光波的偏振性1、纵波波的振动方向对传播方向具有轴对称性;横波波的振动方向对传播方向不具有轴对称性;2、偏振波的振动方向对传播方向的不对称性称为偏振。它是横波区别于纵波明显标志。3、光波的偏振性:光波是横波,具有光波是横波,具有偏振性。二、自然光和偏振光二、自然光和偏振光1 1、自然光:、自然光:在以传播方向为对称轴的各个方向上,E矢量的 时间平均值相等的光。2 2、偏振光:、偏振光:在以传播方向为对称轴的各个方向上,E矢量的 时间平均值不相等的光。线偏振光(完全偏振光)、部分偏振光2要点归纳要点归纳5.
2、2线偏振光与部分偏振光的获得1 1、偏振片及透振方向一、由晶体的二向色性产生的线偏光2、起偏和检偏3、自然光起偏后的光强:4、马吕斯定律二、反射光的偏振态1、反射光为部分偏振光(偏S)2、偏振度3、布儒斯特定律3要点归纳要点归纳5.2线偏振光与部分偏振光的获得三、透射光的偏振态1、透射光是部分偏振光(偏P)(2)S光的透射:(1)P光的透射:2、透射线偏光的获得方法应用:薄膜偏振分光棱镜(1)平行多层介质堆法(2)布儒斯特窗应用:外腔式气体激光器4要点归纳要点归纳5.3光通过单轴晶体时的双折射现象光通过单轴晶体时的双折射现象o光:服从折射定律,各方向波速相同,折射率相同,在入射面内。e 光:不
3、服从折射定律,各方向波速不同,折射率不相同,不一定在入射面内。一、双折射现象一、双折射现象o o光和光和e e光光 光轴:光轴:在该方向上o光、e光的传播速度相同,折射率相同,不发生双折射现象。二、光轴、主平面和主截面二、光轴、主平面和主截面 主平面主平面:包含晶体光轴和一条给定光线的平面。3.3.主截面主截面:包含晶体光轴和界面法线的平面。当光轴位于入射面内时,五面重合。三、三、o o光和光和e e光的相对光强光的相对光强马留公式5.4光在晶体中的波面光在晶体中的波面 一、晶体的各向异性及其对相位传播速度的影响一、晶体的各向异性及其对相位传播速度的影响构成晶体的原子、离子是各向异性振子,不同
4、方向上固有频率不同,在光波作用下受迫振动的相位与各向固有频率有关,故晶体中不同方向上具有不同的相位传播速度。二、单轴晶体中的波面二、单轴晶体中的波面o光的波面是一个球面;e光的波面是一个旋转椭球面。即o光的传播速度大于e光的传播速度。1.正晶体:三、正晶体和负晶体三、正晶体和负晶体即o光的传播速度小于e光的传播速度。2.负晶体:复习回顾复习回顾o光垂直于其波面,e光不垂直于其波面,发生双折射。平行光斜入射平行光斜入射平行光斜入射平行光斜入射(光轴在入射面内,与晶面斜交)(光轴在入射面内,与晶面斜交):一、单轴晶体内一、单轴晶体内o o光与光与e e光的传播方向光的传播方向 5.5光在晶体中的传
5、播方向光在晶体中的传播方向 o光和e光都沿光轴传播,速度相同,波面不分开,无双折射。平行光垂直入射平行光垂直入射(光轴与晶面垂直,即沿轴入射):3.平行光垂直入射平行光垂直入射(光轴与晶面平行,即垂轴入射):o光和e光同向传播,但波速不同,波面不重合,有双折射。二、单轴晶体的主折射率二、单轴晶体的主折射率复习回顾复习回顾5.6偏振器件偏振器件一、尼科耳棱镜一、尼科耳棱镜将自然光分成将自然光分成 o 光和光和 e 光,再利用全反射把光,再利用全反射把o光折转掉,只让光折转掉,只让e光光通过棱镜,从而通过棱镜,从而获得一束线偏振光获得一束线偏振光。二、沃拉斯顿棱镜二、沃拉斯顿棱镜由两个光轴互相垂直
6、的直角棱镜组成,能产生两束互相分开的、振动互相垂直的线偏振光。三、波三、波 片:片:光轴平行于表面,能使o光和e光通过后产生一定相位差的单晶薄片。半波片:全波片:四分之一波片:复习回顾复习回顾5.7椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光和圆偏振光 一、椭圆偏振光和圆偏振光椭圆偏振光:椭圆偏振光:电矢量的端点在波面内描绘出的轨迹是电矢量的端点在波面内描绘出的轨迹是椭圆;它可用两列频率相同、振动方向相互垂直、相椭圆;它可用两列频率相同、振动方向相互垂直、相位差恒定且沿同一方向传播的线偏振光的叠加来描述。位差恒定且沿同一方向传播的线偏振光的叠加来描述。2.圆偏振光:电矢量的端点在波面内描绘出的轨迹是圆。二、
7、椭圆偏光和圆偏光的获得利用/4波片三、自然光改造成椭圆偏光或圆偏光 1.椭圆偏振器:一个起偏器和一块四分之一波片串接。2.圆偏振器:透振方向与光轴成 角的起偏器和一个四分之一波片串接。复习回顾复习回顾5.8 偏振态的实验检验偏振态的实验检验 要点归纳一、线偏振光的检验用一块偏振片可将线偏振光与其余四种偏振态区分开来。二、椭圆偏振光和圆偏振光的检验三、补偿器 1.巴俾涅补偿器:2.索列尔补偿器2.椭圆偏振光与部份偏振光的区分:四分之一波片加偏振片旋转。3.圆偏振光与自然光的区分:四分之一波片加偏振片旋转。1.四种偏振态的分组:偏振片迎光旋转一周:(1)光强有变无消:椭圆偏振光或部份偏振光;(2)
8、光强无变无消:圆偏振光或自然光。注意:一定要让波片的光轴方向与椭圆长轴平行。5.9 偏振光的干涉偏振光的干涉 要点归纳一、偏振光干涉的实验装置 二、线偏振光干涉的强度分布(3)(4)的透振方向互相平行时,的透振方向互相垂直时,(7)(5)第第5 5章小章小结与问题结与问题讨论讨论一、五种偏振态:自然光:线偏振光:部分偏振光:偏振度:圆偏振光:“-”右旋、顺时针,“+”左旋、逆时针。椭圆偏振光:“-”右旋、顺时针,“+”左旋、逆时针。通过理想偏振片后,光强减为原来的一半。二、两个基本定律:三、o光和e光:都是线偏振光,一般 ,光轴除外。光轴 四、偏振器件:尼科耳棱镜:可以作为起偏器,也可以作为检
9、偏器。自然光通过平行尼科耳时透射光最强;通过正交尼科耳时透射光强为0。沃拉斯顿棱镜:波片:片:能把圆偏振光线偏振光;也能使线偏振光椭圆、圆、线偏振光。片:能把左旋圆偏振光右旋圆偏振光,线偏光入射线偏振光,但2.片:入射线偏振光线偏振光五:偏振光的检验:一、一、光的电磁理论(要点)光的电磁理论(要点)光是某一波段的电磁波,光是某一波段的电磁波,其速度就是电磁其速度就是电磁波的传播速度。波的传播速度。光波中的振动矢量通常指的是电场强度。光波中的振动矢量通常指的是电场强度。可见光在电磁波谱中只占很小的一部分,可见光在电磁波谱中只占很小的一部分,波长在波长在 390760nm的狭窄范围以内。的狭窄范围
10、以内。光强:光强:I=A 2。二、二、光的相干条件:光的相干条件:频率相同频率相同 、振动方向相同、相位差恒、振动方向相同、相位差恒定。定。本本 章章 小小 结结 三、相位差和光程差三、相位差和光程差 真空中真空中 均匀介质中均匀介质中光程:光程:光程差:光程差:相位差:相位差:四、干涉的分类:四、干涉的分类:五、干涉图样的形成:五、干涉图样的形成:(1)干涉相长:)干涉相长:(2)干涉相消:)干涉相消:六、干涉条纹的可见度:六、干涉条纹的可见度:七、半波损失的结论:七、半波损失的结论:当光从折射率小的光疏介质向折射率大的光当光从折射率小的光疏介质向折射率大的光密介质表面入射时,反射过程中反射
11、光有半波损失。密介质表面入射时,反射过程中反射光有半波损失。八、杨氏双缝八、杨氏双缝九、等倾干涉九、等倾干涉凡入射角相同的就形成同一条纹,凡入射角相同的就形成同一条纹,即同一干涉条纹上的各点都具有同一即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角的倾角等倾干涉条纹。等倾干涉条纹。十、等厚干涉:十、等厚干涉:对应于每一直线条纹的薄膜对应于每一直线条纹的薄膜厚度是相等的厚度是相等的等厚干涉条纹。等厚干涉条纹。十一、迈克耳孙干涉仪:十一、迈克耳孙干涉仪:十二、劈尖:十二、劈尖:十三、牛顿环:十三、牛顿环:讨 论 题1.1光的电磁理论的要点是什么?光的电磁理论的要点是什么?1.2光的相干条件是什么?光的相干条
12、件是什么?1.3光的干涉分哪几类?光的干涉分哪几类?1.4何为何为“光程光程”?1.5何为何为“干涉相长干涉相长”?何为?何为“干涉相消干涉相消”?1.6杨氏双缝干涉实验中亮、暗条纹的位杨氏双缝干涉实验中亮、暗条纹的位置及间距如何确定?置及间距如何确定?1.7影响干涉条纹可见度大小的主要因素影响干涉条纹可见度大小的主要因素是什么?是什么?1.8计算干涉条纹可见度大小的常用公式计算干涉条纹可见度大小的常用公式有哪几个?有哪几个?1.9光源的非单色性对干涉条纹有什么影光源的非单色性对干涉条纹有什么影响?响?1.10光源的线度对干涉条纹有什么影响?光源的线度对干涉条纹有什么影响?1.11在什么情况下
13、哪种光有半波损失?在什么情况下哪种光有半波损失?1.12何为何为“等倾干涉等倾干涉”?何为?何为“等厚干涉等厚干涉”?1.13迈克耳孙干涉仪的基本原理和主要计算迈克耳孙干涉仪的基本原理和主要计算公式是什么?你对公式是什么?你对“迈氏干涉仪迈氏干涉仪”知多少?知多少?1.14法布里法布里-珀罗干涉仪的基本原理是什么?珀罗干涉仪的基本原理是什么?1.15试比较法氏干涉仪与迈氏干涉仪的异同。试比较法氏干涉仪与迈氏干涉仪的异同。1.16干涉现象有哪些重要应用?干涉现象有哪些重要应用?1.17你对你对“劈尖劈尖”知多少?知多少?1.18你对你对“牛顿环牛顿环”知多少?知多少?思 考 题1.将杨氏双孔干涉
14、装置分别作如下单项变化,屏幕上干将杨氏双孔干涉装置分别作如下单项变化,屏幕上干涉条纹有何改变?涉条纹有何改变?(1)将双孔间距将双孔间距d变小;变小;(2)将屏幕远离双孔屏;将屏幕远离双孔屏;(3)将钠光灯改变为氦氖激光;将钠光灯改变为氦氖激光;(4)将单孔将单孔S沿轴向双孔屏靠近;沿轴向双孔屏靠近;(5)将整个装置浸入水中;将整个装置浸入水中;(6)将单孔将单孔S沿横向向上作小位移;沿横向向上作小位移;(7)将双孔屏沿横向向上作小位移;将双孔屏沿横向向上作小位移;(8)将单孔变大;将单孔变大;1.答答:(1)条纹间距变宽,零级位置不变,可见度因干涉孔径角条纹间距变宽,零级位置不变,可见度因干
15、涉孔径角变小而变大了变小而变大了.(2)条纹变宽,零级位置不变,光强变弱了条纹变宽,零级位置不变,光强变弱了 (3)条纹变宽,零级位置不变,黄条纹变成红条纹条纹变宽,零级位置不变,黄条纹变成红条纹 (4)条纹间距不变,光强变强,但可见度因干涉孔径角条纹间距不变,光强变强,但可见度因干涉孔径角变大变大而变小而变小 (5)条纹间距将为原有的条纹间距将为原有的3/4,可见度因波长变短而变小,可见度因波长变短而变小 (6)整个干涉条纹区向下移,干涉条纹间距和可见度均不变整个干涉条纹区向下移,干涉条纹间距和可见度均不变(7)整个干涉条纹区向上移,干涉条纹间距和可见度不变整个干涉条纹区向上移,干涉条纹间距
16、和可见度不变(8)光强变大,可见度变小,零级位置不变,干涉条纹间距不光强变大,可见度变小,零级位置不变,干涉条纹间距不变变2.答:可见光波列长度仅有微米量级,照射答:可见光波列长度仅有微米量级,照射厚度为几毫米的窗玻璃时,则因时间相干厚度为几毫米的窗玻璃时,则因时间相干性太差性太差 ,导致可见度为零,看不到干涉条,导致可见度为零,看不到干涉条文文 n n2.玻璃窗也是空气中表面平行的介质,为什玻璃窗也是空气中表面平行的介质,为什么我们看不到玻璃窗的干涉条纹?么我们看不到玻璃窗的干涉条纹?一、光的衍射现象一、光的衍射现象1.定义:定义:光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影区,并光绕过障碍物偏离
17、直线传播而进入几何阴影区,并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。2.条件:条件:障碍物的线度和光的波长可以比拟。障碍物的线度和光的波长可以比拟。二、惠更斯菲涅耳原理二、惠更斯菲涅耳原理波面波面 S 上每个上每个面元面元 dS 都都是是发出发出子波子波的的次次波源波源;波面前方某波面前方某一点一点 P 处处波的波的强度强度由波面由波面S 上上所有面元所有面元所发出的所发出的次波次波在该点在该点的的相干叠加相干叠加来决定。来决定。本章小结本章小结三、菲涅耳半波带三、菲涅耳半波带任何任何相邻两带相邻两带的的对应部分对应部分所发出的次波到达所发出的次波到达P P点时的光
18、程差点时的光程差都为都为/2,即相位相反。,即相位相反。核心思想:子波的相干叠加核心思想:子波的相干叠加所有所有k个半波带的次波在个半波带的次波在P点叠加的合振幅点叠加的合振幅为:为:五、衍射的分类五、衍射的分类1.菲涅耳衍射:菲涅耳衍射:四、菲涅耳波带片四、菲涅耳波带片四、菲涅耳波带片四、菲涅耳波带片只让奇数或偶数半波带透光的屏(光学元件)只让奇数或偶数半波带透光的屏(光学元件)1.1.合振幅:合振幅:2.2.焦距焦距奇数奇数偶数偶数圆屏:圆屏:圆屏几何影子的中心永远为亮点圆屏几何影子的中心永远为亮点合振幅合振幅奇偶奇偶露出半波带数目露出半波带数目圆孔:圆孔:2.2.夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射
19、圆孔(爱里斑):圆孔(爱里斑):中央最大:中央最大:半角宽度:半角宽度:线半径:线半径:单缝:单缝:中央最大:中央最大:最小值:最小值:次最大:次最大:光强:光强:线宽度:线宽度:中央:中央:其余:其余:角宽度:角宽度:中央:中央:其余:其余:六、平面透射光栅:六、平面透射光栅:1.1.强度分布强度分布平行光垂直入射时:平行光垂直入射时:平行光倾斜(平行光倾斜(0)入射时:)入射时:与与 0在法线同侧取在法线同侧取“”;与与 0在法线异侧取在法线异侧取“”。(5)(5)(6)(6)3.衍射极小方程:衍射极小方程:(1 1)平行光垂直入射时:)平行光垂直入射时:(2)平行光倾斜()平行光倾斜(0
20、)入射时:)入射时:(7)(7)(8)(8)2.干涉主极大方程:干涉主极大方程:5.5.谱线的缺级谱线的缺级当当d、b比为整数之比时,会发生缺级。比为整数之比时,会发生缺级。4.4.谱线的半角宽度(谱线的半角宽度()六、平面透射光栅:六、平面透射光栅:2.1 2.1 什么是光的衍射?什么是光的衍射?2.2 2.2 明显产生衍射现象的条件是什么?明显产生衍射现象的条件是什么?2.3 2.3 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理是怎样表述的?菲涅耳原理是怎样表述的?2.4 2.4 衍射分哪几类?衍射分哪几类?2.5 2.5 什么叫半波带?什么叫半波带?2.6 2.6 为什么圆屏几何影子的中心永远有光?为什么圆
21、屏几何影子的中心永远有光?2.7 2.7 夫琅禾费单缝衍射有哪些明显特征?夫琅禾费单缝衍射有哪些明显特征?2.8 2.8 什么是艾里斑?什么是艾里斑?2.9 2.9 艾里斑的半角宽度为多少?艾里斑的半角宽度为多少?2.10 2.10 艾里斑的线半径怎样计算?艾里斑的线半径怎样计算?2.11 2.11 干涉和衍射有什么关系?干涉和衍射有什么关系?2.12 2.12 光栅光谱线在什么情况下缺级?在什么情况下重叠?光栅光谱线在什么情况下缺级?在什么情况下重叠?讨论题讨论题讨论题参考答案2.1答: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。2.2答:障碍物的线度和光的波
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光学 期末 复习
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。