《物理光學(xué)》總復(fù)習(xí)課件

光學(xué)總復(fù)習(xí)幾何光學(xué)（h~0,l~0） 光學(xué)波動(dòng)光學(xué)(h~0,l≠0)主要內(nèi)容量子光學(xué)（h≠0,l≠0）波動(dòng)性電磁性光波與物質(zhì)的電磁相互作用光波的疊加1.線性疊加原理２.獨(dú)立傳播原理橫波性光的偏振線性介質(zhì)光的干涉光的衍射光波相干疊加無限束光波相干疊加1542362.光的干涉相干光源的獲得方法光的干涉光的干涉條件:3個(gè)必要條件和3個(gè)補(bǔ)充條件幾種典型的干涉1.明暗條紋條件,2.條紋的分布,3.條紋動(dòng)態(tài)變化.邁克耳孫干涉儀增反、透薄膜劈尖等厚干涉，牛頓環(huán)F-P干涉儀楊氏干涉等分波陣面法等傾干涉光程定義:nr光程差的計(jì)算分振幅法光程薄膜干涉等厚干涉主要內(nèi)容多光束干涉一、基本概念：光的折射率：光強(qiáng)：光速：c=299792458米/秒可見光范圍：390~760

nm(7.7~3.9)×1014Hz光的相干條件：基本（必要）條件：同頻率、同振動(dòng)方向、位相差恒定.條紋可見度：二、掌握內(nèi)容：1、楊氏干涉：亮紋：2、等傾、等厚干涉：3、邁克爾遜干涉儀；4、F-P干涉儀；5、牛頓環(huán).條紋間隔：時(shí)間相干性：空間相干性：光譜重合問題：光疏光密例1:鈉光燈作光源，波長，屏與雙縫的距離L=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相鄰明條紋間距分別為多大？(2)若相鄰明條紋的最小分辨距離為0.065mm,能分辨干涉條紋的雙縫間距是多少？解:(1)d=1.2mmd=10mm(2)雙縫間距d為：例3:用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，能觀察到幾級清晰可辨的彩色光譜？解:用白光照射時(shí)，除中央明紋為白光外，兩側(cè)形成外紅內(nèi)紫的對稱彩色光譜.當(dāng)k級紅色明紋位置xk紅大于k+1級紫色明紋位置x(k+1)紫時(shí)，光譜就發(fā)生重疊。據(jù)前述內(nèi)容有紅=7600?，紫=4000?,代入得:K=1.1表明:白光照射時(shí)在中央白色明紋兩側(cè)，只有第一級彩色光譜是清晰可辨的.

玻璃n1=1.5，鍍MgF2

n2=1.38，放在空氣中，白光垂直射到膜的表面，欲使反射光中=550nm的成分相消，求：膜的最小厚度。反射光相消=增透思考：若n2>n3會(huì)得到什么結(jié)果？為什么望遠(yuǎn)鏡的鏡片有的發(fā)紅，有的發(fā)藍(lán)？

效果最好——例4:例5:如圖所示，在折射率為1.50的平板玻璃表面有一層厚度為300nm，折射率為1.22的均勻透明油膜，用白光垂直射向油膜，問：1)哪些波長的可見光在反射光中產(chǎn)生相長干涉?2)哪些波長的可見光在透射光中產(chǎn)生相長干涉?3)若要使反射光中λ=550nm的光產(chǎn)生相干涉，油膜的最小厚度為多少?解：(1)因反射光之間沒有半波損失，由垂直入射i=0，得反射光相長干涉的條件為k=1時(shí)紅光k=2時(shí)故反射中只有可見光的紅光產(chǎn)生相長干涉.紫外d例6：問：1.若反射光相消干涉的條件中取k=1，膜的厚度為多少？2.此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？已知：用波長，照相機(jī)鏡頭n3=1.5,其上涂一層n2=1.38的氟化鎂增透膜，光線垂直入射。解：1.因?yàn)椋苑瓷涔饨?jīng)歷兩次半波損失。反射光相干相消的條件是：代入k=1和n2

求得：321nnn<<此膜對反射光相干相長的條件：可見光波長范圍400~700nm波長412.5nm的可見光有增反。結(jié)果問：2.

此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？例7：氦氖激光器中的諧振腔反射鏡，要求對波長=6328A0的單色光反射率達(dá)99%以上，為此在反射鏡的玻璃表面上交替鍍上ZnS(n1=2.35)和低折射率材料MgF2(n2=1.38)，共十三層，求每層膜的實(shí)際厚度？（按最小厚度要求）n1n1n1n2n2n2實(shí)際使用光線:垂直入射，有半波損失。所以ZnS的最小厚度MgF的最小厚度例9：在邁克耳孫干涉儀的兩臂中分別引入10厘米長的玻璃管A、B，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)在充以一個(gè)大氣壓空氣的過程中觀察到107.2條條紋移動(dòng)，所用波長為546nm。求空氣的折射率？解：設(shè)空氣的折射率為n相鄰條紋或說條紋移動(dòng)一條時(shí)，對應(yīng)光程差的變化為一個(gè)波長，當(dāng)觀察到107.2條移過時(shí)，光程差的改變量滿足：邁克耳孫干涉儀的兩臂中便于插放待測樣品，由條紋的變化測量有關(guān)參數(shù)。精度高。例10：揚(yáng)氏裝置中，若已知波長為589nm在遠(yuǎn)處的光屏上形成角寬度為0.020的暗紋.若將整個(gè)裝置浸入水中，求雙縫間距和條紋的角寬度.提示：空氣中：水中：對切透鏡的成像和干涉問題：比累(Billet)剖開透鏡提示：膠合對切透鏡？檢查光學(xué)平面的缺陷條紋偏向膜（空氣）厚部，表示平面上有凸起?！巴埂毕蚝裉幤?！平面上有凹坑?！鞍肌毕虮√幤?！壓環(huán)外擴(kuò)：要打磨中央部分壓環(huán)內(nèi)縮：要打磨邊緣部分牛頓環(huán)在光學(xué)冷加工中的應(yīng)用每一圈對應(yīng)厚度差（因?yàn)閚=1）1.光強(qiáng)分布其中:(1)(2)(3)…(4)GG’ndA0A0tA0tr2A0tr4A0trA0tr3令:法布里-珀羅干涉儀多光束干涉2.應(yīng)用：(1)F-P濾光膜（干涉濾光片）如果：nd=500nm，白光垂直入射，則透射光，由：可見