物理光学期末复习总结.pdf

-1-物理光学期末复物理光学期末复习总结习总结名名词词解解释释：1 全反射：全反射：光从光密射向光疏，且入射角大于临界角时，光线全部返回光密介质中的现象。2 折射定律：折射定律：折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。折射角的正弦与入射角的正弦之比与入射角大小无关，仅由两种介质的性质决定。sinsinInIn3 瑞利判据：瑞利判据：两个波长的亮纹只有当他们的合强度曲线中央极小值低于两边极大值的 81%时才能分辨。把一个点物衍射图样的中央极大与近旁另一点物衍射图样的第一极小重合，作为光学系统的分辨极限，并认为此时系统恰好可以分辨开两物点。4 干涉：干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象。5 衍射：衍射：当入射光波波面受到限制之后，将会背离原来的几何传播路径，并呈现光强不均匀分布的现象。6 倏逝波：倏逝波：当发生全发射现象时，在第二介质表面流动的光波。7 光拍光拍现现象：象：一种光强随时间时大时小变化的现象。8 相干光束会聚角：相干光束会聚角：到达干涉场上某点的两条相干光线间的夹角。9 干涉孔径角：干涉孔径角：到达干涉场某点的两条相干光线从实际光源发出时的夹角。10 缺缺级现级现象：象：当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些极大值就被调制为零，对应级次的主极大值就消失了，这一现象叫缺级现象。11 坡印亭矢量（坡印亭矢量（辐辐射射强强度矢量）：度矢量）：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积内电磁能量的大小。12 相干相干长长度：度：对光谱宽度的光源而言，能够发生干涉的最大光程差。13 发发光光强强度（度（）：）：辐射强度矢量的时间平均值14 全偏振全偏振现现象：象：当入射光为自然光且入射角满足，即反射光中只有 S 波，没有 P 波，1220P发生全偏振现象。15 布儒斯特角：布儒斯特角：发生全偏振现象时的入射角，记为，。B21tanBnn16 马吕马吕斯定律：斯定律：从起偏器出射的光通过一检偏器，则透过两偏振器后的光强 I 随两器件透光轴的夹角而 变化，即20cosII17 双折射：双折射：一束光射入各项异性介质中分成两束的现象。-2-18 光光栅栅的色分辨本的色分辨本领领：指可分辨两个波长差很小的谱线的能力。19 自由光自由光谱谱范范围围：光栅能够分辨的最大波长差s r20 衍射光衍射光栅栅：能对入射光波的振幅或相位进行空间周期性调制，或对振幅和相位同时进行空间周期性调制的光学原件。21 光源的光源的临临界角：界角：当条纹对比度刚好下降为 0 时的光源宽度bc22 光源的光源的许许可可宽宽度：度：一般认为，当光源宽度不超过临界宽度的时，对比度 k 仍是很好的（），此时140.9k 的光源宽度就叫光源的许可宽度。23 晶面的主平面晶面的主平面：把光线在晶体中的传播方向与光轴组成的平面。O 主平面：O 光与晶体光轴组成的平面 e 主平面：e 光与晶体光轴组成的平面24 晶体的主截面：晶体的主截面：光轴和晶面法线组成的面。25 线线色散：色散：聚焦物镜焦面上相差单位波长的两条谱线分开的距离。26 角色散：角色散：相差单位波长的两条谱线通过光栅分开的角度。27 光学成像系光学成像系统统的分辨率的分辨率:刚刚能分辨开两个靠近的点物或物体细节的能力。28 晶体的光晶体的光轴轴：当光在晶体中沿光轴方向传播时不产生双折射现象，与此方向平行的任何直线。29 标标准具的自由光准具的自由光谱谱范范围围：标准具能测量的最大波长差2,2s rh30 反射定律：反射定律：反射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内。反射光线和入射光线位于法线两侧，且反射角与入射角的绝对值相等，符号相反，即II 31 相速度：相速度：等相面的传播速度32 群速度：群速度：合成波振幅恒定点的移动速度。33 横向相干横向相干宽宽度：度：当光源宽度等于临界宽度时，通过，两点的光不能发生干涉，则称此时，间的1S2S1S2S距离为横向相干宽度。34 空空间间相干性：相干性：若通过光波场横向方向上两点的光在空间相遇时能发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。35 时间时间相干性：相干性：若同一光源在相干时间内不同时刻发出的光，经过不同的路径相遇时能够产生干涉的t性质。36 相干相干时间时间：光通过相干长度所需的时间。-3-37 条条纹纹相位差半相位差半宽宽度：度：条纹中强度等于峰值强度一半的两点间的相位差，2 138 条条纹纹精精细细度：度：相邻条纹相位差与条纹相位差锐度的比值，1RSR39 二向色性：二向色性：某些各向异性的晶体对不同振动方向的偏振光有不同的吸引系数的特性。二向色性还与波长有关，波长不同其吸收也不同。此外，一些各向同性介质在受到外界作用时也会产生各向异性的特征。40.条条纹对纹对比度比度/可可见见度：度：maxminmaxminIIkII01k简简答：答：1 用用电电磁理磁理论说论说明日常生活中的金属明日常生活中的金属为为什么都是不透明的？什么都是不透明的？答：光在金属中的透射深度非常小，只有几个纳米，也就是光只能穿透几个纳米的金属薄层，而日常生活中的金属即使是金属薄片也有零点几个纳米，比其透射深度大很多，所以光不能从日常生活中的金属透过，因此日常生活中的金属都是不透明的。2 电电磁磁场场波波动动方程的数学表达式？方程的数学表达式？答:222210EEVt22210BBVt 3 平面波、球面波、柱面波的一般式？平面波、球面波、柱面波的一般式？答：平面波：复数形式i k r wtEAe 余弦形式cosEAk rwt 复振幅形式i k rEA e 球面波：复数形式i k r wtAEer 余弦形式cosAEk rwtr 复振幅形式i k rAEer 柱面波：复数形式i k r wtAEer 余弦形式cosAEk rwtr -4-复振幅形式i k rAEer 4 电电磁波是如何相互激磁波是如何相互激发产发产生的？生的？答：变化的电场产生交变的磁场，交变的磁场产生变化的电场，从而电场、磁场相互激发，以一定的速度由近及远传播开来，形成电磁波。5 原子原子发发光特点？光特点？答：实际原子发光是有限大小的波列 振幅在持续时间内保持不变或变化缓慢 前后波列之间没有固定的相位关系 各个波列振动方形并不相同6 金属中光波与筱逝波的异同点？金属中光波与筱逝波的异同点？答：相同点-金属中光波与筱逝波在传递过程中其振幅是逐渐衰减的不同点-金属中光波衰减方向与传播方向相同，从而导致进入金属中的光能被吸收损掉了；筱逝波的衰减方向与传播方向垂直，不损耗能量，因此全反射现象发生时，光能全部返回到第一介质中。7 驻驻波是如何形成的？波是如何形成的？驻驻波的波波的波节节和波腹的位置是否随和波腹的位置是否随时间时间而而发发生生变变化？化？答：驻波由两个频率相同、振动方向相同而传播方向相反的单色光波叠加而成。驻波的波腹、波节的位置不随时间而变（波腹为振幅极大值，波节为振幅最小值2Aa2kzm，故都不随时间变化）0A 122kzn8 平面平面电电磁波性磁波性质质？答：平面电磁波是横波（光矢量传播方向）K，并遵守右手螺旋定则EBK 同相位变化,E B 9 各向同性均匀介各向同性均匀介质质的物的物质质方程表达式及各个物理量的意方程表达式及各个物理量的意义义？答：D：电感强度 E：电场强度：介电常数DE B：磁感强度 H：磁场强度：磁导率BH j：表示积分闭合回路上的传导电流密度：电导率jE10 微分形式的麦克斯微分形式的麦克斯韦韦方程方程组组及各物理量的意及各物理量的意义义？-5-答：哈密顿算符 D：电感强度 ：电荷体密度D B：磁感强度0B H：磁场强度 j：传导电流密度 ：位移电流密度DHjt Dt ：电场强度BEt E11 分波前法和分振幅法的区分波前法和分振幅法的区别别及典型代表？及典型代表？答：分波前法：指对波动场取同一波面不同部分再次汇合发生干涉代表：杨氏干涉分振幅发：指对于波动场取同一波面相同部分一分为二，再次汇合发生干涉 代表：=0 的平行平板双光束干涉12 常常见见的的获获取相干光波的方法？取相干光波的方法？答：分波前法和分振幅法13 发发生干涉的条件？生干涉的条件？答：光波的频率相同，振动方向一致，相位差恒定，光程差小于波列长度14 影响干涉条影响干涉条纹对纹对比度的因素？比度的因素？答：振幅比 光源大小 光源非单色性15 定域条定域条纹纹和非定域条和非定域条纹纹的区的区别别？答：定域条纹：在定域面上能够观察到的条纹，能量大，难于找到非定域条纹：由单色点光源照明所产生的光波叠加区域中，任何一个平面上都能产生干涉条纹，能量少，易于找到。16 用眼比用用眼比用仪仪器更易找到条器更易找到条纹纹的原因？的原因？答：因为人眼有自动调焦功能，从而能把最清晰的条纹成像于视网膜上。因为人眼瞳孔有一定大小（2-8mm），对进入人眼的光起到限制作用，相当于变向减小了光源的大小，使干涉定域增大，进而便于找到干涉条纹。17 肥皂泡肥皂泡为为什么是彩色的、明暗相什么是彩色的、明暗相间间的？的？答：日光中含有不同波长的光，简单的说，单色光在射向一个薄膜时，会从薄膜的两个表面发射回来，当薄膜厚度与波长形成一定关系时，就会发生干涉，使光加强或减弱，而肥皂泡就相当与薄膜，肥皂泡厚度不均匀，所以不同波长的光在不同的地方发生干涉就能看到彩色的光。18 彩色肥皂泡在快要破裂彩色肥皂泡在快要破裂时时会会变变暗的原因？暗的原因？-6-答：由公式可知，在破裂时，h 为 0，则，因此变暗。22cos2nhm 2 19 双光束干涉与多光束干涉在条双光束干涉与多光束干涉在条纹纹上的差异，哪一种个更好？上的差异，哪一种个更好？答：双光束干涉条纹的亮条纹、暗条纹的宽度近似相等，亮暗纹过度非常平缓，不够鲜明，且对比度较差。多光束条纹非常细，条纹明暗分辨非常清晰，且对比度非常好。多光束干涉更好20 泰曼泰曼-格林干涉格林干涉仪仪和和迈迈克克尔逊尔逊干涉干涉仪仪的区的区别别？答：泰曼-格林干涉仪：要求单色点光源 迈克尔逊干涉仪：用扩展光源，复色光也可以泰曼-格林干涉仪：不用补偿板迈克尔逊干涉仪：在用复色光时，补偿板必不可少21 圆圆孔，孔，圆圆屏菲捏屏菲捏尔尔衍射衍射现现象及象及圆圆孔的夫朗禾孔的夫朗禾费费衍射衍射现现象三者区象三者区别别？答：圆孔菲捏尔衍射图样是一组亮暗交替的同心圆环条纹，其中心点可亮可暗，奇数个波带是亮点，偶数个波带是暗点。圆屏菲捏尔衍射图样是一组亮暗交替的同心圆环条纹，其中心点永远是亮点。圆孔夫朗禾费衍射图样是同心的明暗相同非等间距圆环条纹，中心亮斑集中了绝大部分能量，中心亮斑又被称为埃里斑。22 望望远镜远镜、照相物、照相物镜镜、显显微微镜镜的分辨率定的分辨率定义义及相及相应应公式？公式？答：望远镜的分辨率：用物方最小分辨角表示 瑞利判断：01.22140DD 道威判断：01.22120DD照相物镜的分辨率：用像面上每毫米能分辨的直线数 N 来表示 1490DNf显微镜的分辨率：用能分辨物方的最小线度表示 瑞利判断：0.61AN道威判断：0.5ANsinANnU-7-23 惠更斯惠更斯-菲捏菲捏尔尔原理？原理？答：波前上任何一个未受阻点可看作是一个频率与入射波相同的紫波源并发射紫波，在其后任意点的光振动所有紫波叠加的结果。24 垂直入射及任意角度入射垂直入射及任意角度入射时时光光栅栅方程？方程？答：（m=0，1，2）sinsindim25 闪闪耀光耀光栅栅的光的光栅栅方程？方程？答：垂直于单个槽面 2 sindrm垂直于光栅面 sin2drm26 产产生偏振光的方法？生偏振光的方法？答：利用折/反射 利用二向色性 利用光的散射 利用双折射27 波片的分波片的分类类方法、作用、材料？方法、作用、材料？答:全波片：产生整数倍的相位延迟，不改变入射光的偏振态。2 增大应力引起的光程差值，使干涉色随内应力变化变得灵敏 波片：产生奇数倍的相位延迟，使入射的线偏振光振动方向发生改变，可令圆偏振光改变旋向。2 波片：产生奇数倍的相位延迟，能使入射的线偏振光变为椭圆偏振光。若入射线偏振光的光矢量与42波片快（慢）轴成45时，将得到圆偏振光。材料：云母28 自然光自然光获获取取圆圆偏振光振偏振光振动动方向的方法？方向的方法？答：当取入射线偏振光与 X 轴夹角为时，出射的为圆偏振光。45 29 测测定定线线偏振光振偏振光振动动方向的方法？方向的方法？答：若被检光是线偏振光，当它通过透光轴方向已知的检偏器时，应该观察到透射光强随检偏器透光轴方向旋转而变化的现象，并且在某个位置上透射光强为零，即出现消光位置。在检偏器 A 之前将波片放成半视场，调整波片的快慢轴方向，令视场均匀一片，则此时的快慢轴方2向就是线偏振光的振动方向。30 椭圆椭圆偏振光（或偏振光（或圆圆偏振光）的旋向如何判定？偏振光）的旋向如何判定？答：对着光的传播方向看，若合矢量末端的轨迹顺时针旋转右旋，逆时针左旋。判定法：左旋（一二象限）sin0右旋（三四象限）sin0