大學(xué)理 光學(xué)課件

光學(xué)光學(xué)幾何光學(xué)基本定律幾何光學(xué)基本定律l光在平面上的反射和折射l光在球面上的反射和折射l薄透鏡l光學(xué)儀器l顯微鏡l望遠鏡l照相機光在平面上的反射（光在平面上的反射（reflaction）l反射光在平面上的折射光在平面上的折射(refraction)l折射常數(shù)211212sinsinnnvv光在平面上的反射和折射光在平面上的反射和折射l全反射光在平面上的反射和折射光在平面上的反射和折射l光導(dǎo)纖維光在球面上的反射和折射光在球面上的反射和折射l反射光在球面上的反射光在球面上的反射l球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像光在球面上的反射：球面鏡成像薄透鏡薄透鏡薄透鏡成像薄透鏡成像光學(xué)儀器光學(xué)儀器l顯微鏡l望遠鏡l照相機光的干涉和衍射光的干涉和衍射l光源l光的相干性l光程、光程差的概念l分波陣面干涉l分振幅干涉l光的空間相干性和時間相干性l惠更斯-菲涅耳原理l夫瑯和費單縫衍射l光柵衍射l光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光源光源l光源：發(fā)射光波的物體l熱光源：熱能激發(fā)的光源l冷光源：電、化學(xué)、光能激發(fā)的光源l單色光：單一波長或頻率的光l復(fù)色光：單色光疊加的光l激光：Light Amplification by Stimulated Emission and RadiationLASER光的相干性光的相干性l光波的疊加遵循波疊加的基本規(guī)律l合成疊加相互干涉（相干）l非相干疊加l相干疊加l相干條件：l頻率相同l相位差恒定l光矢量振動方向不垂直l相干波：滿足相干條件的波光程、光程差的概念光程、光程差的概念l光程：光波在某一媒質(zhì)中所經(jīng)歷的幾何路徑與此媒質(zhì)的折射率的乘積l光程差：l相位差：nrL 1212nrnrLL2分波陣面干涉分波陣面干涉l楊氏雙縫干涉或)(,sin)12(,2112mmdkkrr分波陣面干涉分波陣面干涉l洛埃鏡實驗與半波損失分振幅干涉分振幅干涉l薄膜干涉：平行平面干涉（等傾干涉）明紋暗紋油膜藝術(shù)油膜藝術(shù)分振幅干涉分振幅干涉l薄膜干涉：劈尖干涉（等厚干涉）分振幅干涉分振幅干涉l牛頓環(huán)：等厚干涉光的空間相干性和時間相干性光的空間相干性和時間相干性l空間相干性：與光源寬度有關(guān)的干涉性l光源的寬度越寬，空間相干性越差l時間相干性：與波列長度有關(guān)的干涉性l波列長度越長，相互疊加的時間就越長，干涉現(xiàn)象越明顯惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理l從同一波前上各點發(fā)出的子波是相干波，經(jīng)傳播在空間疊加為相干疊加夫瑯和費單縫衍射夫瑯和費單縫衍射光柵衍射光柵衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)Dresolution22.1amin狹縫圓孔光學(xué)原理的應(yīng)用光學(xué)原理的應(yīng)用l全息照相l(xiāng)光的偏振性l偏振光干涉和人工雙折射l布儒斯特定律l光的雙折射現(xiàn)象l光的吸收l光的散射和色散l光通信簡介全息照相全息照相l(xiāng)全息-全部信息：記錄物體光信號的振幅、位相l(xiāng)全息照相記錄了物光與參考光的干涉結(jié)果l膠片上的任意區(qū)域都記錄了物體各點的信息光的偏振性光的偏振性l光矢量：El線偏振光：光矢量在一個固定平面內(nèi)只沿一個固定方向振動l起偏振器、檢偏振器H布儒斯特定律布儒斯特定律l自然光在兩種媒質(zhì)分界面上反射和折射時反射光和折射光都將成為部分偏振光l反射光中垂直振動成分多l(xiāng)折射光中平行振動成分多l(xiāng)當(dāng)入射光以偏振角入射時，反射光為完全偏振光，但折射光仍為部分偏振光l布儒斯特定律p 902ppandnncossinsinsin2122), 1(tan21nnnnp光的雙折射現(xiàn)象光的雙折射現(xiàn)象l雙折射：光線進入某些晶體后分裂為兩束光沿不同方向折射lOrdinary光：遵守折射定律的光lExtraordinary光：不遵守折射定律的光偏振光干涉偏振光干涉l偏振光干涉透明膠帶薄膜的偏光干涉圖樣透明膠帶薄膜的偏光干涉圖樣(a) 暗場暗場(a) 亮場亮場圖圖6.4-1 偏振光干涉實驗裝置偏振光干涉實驗裝置oeP2P1P1檢偏器檢偏器晶片晶片起偏起偏器器oeb ba aP2人工雙折射人工雙折射l在應(yīng)力作用下使被測物體產(chǎn)生各向異性以獲得引力分布花樣l光彈性分析光的吸收光的吸收l電磁波譜l黑洞l臭氧層（O3）對紫外線的吸收lUV鏡對紫外線的吸收lSolar Protection Factor 指數(shù)lCataract白內(nèi)障光的散射和色散光的散射和色散l空氣散射l 顆粒直徑 dl則 散射強度1/4l色散l不同波長的光折射率不同光通信簡介光通信簡介l光導(dǎo)纖維l光網(wǎng)絡(luò)