大学物理复习纲要〔光)07

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1、光的干涉内容提要1、相干光光的相干条件：振动方向相同（至少不相互垂直〕、频率相同、相位差恒定的两束光。利用普通光源获得相干光的方法：把从同一光源发的光分束，具体方法有分波阵面法和分振幅法。2、光程光在折射率为的媒质中通过的距离时相应的光程为，表示引起相同的相差，光要在真空中走过的路程。设为真空中的波长，相应于光程差的相差为：光从光疏媒质射向光密媒质界面上发生反射时，反射光相位发生的突变，这相当于损失的光程，称为半波损失。透镜不引起附加的光程差。3、相干长度即一个波列的长度。原子发光的前后两列波并不相干，当一列波分为两个子波列经不同途径后相遇能发生干涉，若不同途径的光波的光程差超过了该波列

2、长度，则相遇的将不是“孪生”子波——不相干，所以把波列的长度称为相干长度。4、干涉相长与相消两束相干光在相遇点的光程差（包括半波损失〕，是波长的整数倍时，该点为明条纹称干涉相长；是半波长的奇数倍时，该点为暗条纹中心称干涉相消。5、分波面干涉同一波阵面上的两点作为次级光源，则其频率、相位、振动方向都相同，是两相干光源，可以产生干涉。杨氏双缝干涉实验：用分波阵面法产生两个相干光源。干涉条纹为等间距的明暗相间的直条纹。条纹间距：其中为缝到屏的距离，而为双缝之间的距离。洛埃镜试验：条纹间距与杨氏实验相同。但由于反射光受镜面长度的限制及半波损失，所以只在部分区域有干涉条纹，且与相应的杨氏双缝实验比

3、较，明、暗条纹的中心位置交换。6、分振幅干涉入射光在薄膜上表面由于反射和折射而分为两束，经上下表面反射的两束光为相干光。等厚干涉条纹：光线以确定的入射角〔通常是垂直入射〕入射在厚度不均匀的膜上产生的干涉条纹，同一条纹对应的膜的厚度相同。劈形膜在空气中时，干涉条纹是等间距的直条纹。明纹：暗纹：两相邻的明纹或暗纹对应的厚度差：。两相邻的明纹或暗纹的距离，当劈形膜夹角很小时有：牛顿环的干涉条纹是一组内疏外密的同心圆环。明环半径：暗环半径：迈克耳孙干涉仪：利用分振幅法使两个相互垂直的平面镜形成一等效的空气薄膜，产生双光束干涉。干涉条纹移动一条相当于等效空气薄膜厚度改变。等倾干涉条纹：当薄膜厚度均

4、匀时，以相同的入射角入射的光干涉情况相同。当会聚透镜的主光轴与反射光一致时，在透镜焦平面上观察到干涉条纹是内疏外密的同心圆环基本要求1)理解相干光的条件及获得相干光方法的基本原理。2)掌握杨氏双缝干涉条纹位置的计算。3)理解光程及光程差的概念，并掌握其计算方法。理解什么情况下反射光有半波损失，理解透镜不引起附加光程差的意义。4)掌握等厚干涉条纹位置的计算及应用。了解迈克耳孙干涉仪的原理和应用。光的衍射内容提要1、惠更斯－菲涅耳原理光传播到的每一点都可以作为子波的波源，其后波场中各点处波的强度由各子波在该点的相干叠加决定。2、衍射分类菲涅耳衍射与夫琅和费衍射：设从光源到衍射屏的距离为，从衍

5、射屏到观察屏的距离为，若与都是无限大，则称为夫琅和费衍射，否则称为费涅尔衍射。单缝夫琅和费衍射：平行单色光垂直衍射屏入射时，观察屏与会聚透镜的焦平面重合，则衍射暗条纹的中心位置满足：式中为缝宽，为衍射角，为单色光波长。第级明纹离焦点距离为：两个一级暗纹所夹空间亦称为中央明条纹，其中心在焦点处，其宽度是其他各级明纹宽度的2倍，为：3、光栅衍射单缝衍射的基础上多光束相干叠加的结果。a)光栅方程：波长为的单色平行光,以角度入射光栅，焦平面明条纹的衍射角满足：式中为光栅常数。当时，有：ｂ)光栅衍射谱线的缺级现象：由于单缝衍射的调制作用，满足缝间干涉主极大（即光栅方程），同时又满足单缝衍射极小的地

6、方，即将不再出现主极大亮条纹，称为缺级。c)光栅的分辨本领：，式中为光谱的级次，为光栅的总缝数。４、光学仪器的分辨本领当两物点对透镜光心所张的角等于衍射图样的中央亮斑（爱里斑）时，则称为刚能分辨的两物点的最小分辨角，即，分辨本领为最小分辨角的倒数，即。５、射线衍射的布拉格公式：表示射线在晶体上衍射时面间主极大应满足的条件，式中晶体常数，为掠射角。基本要求１、用半波带法分析夫琅和费单缝衍射条纹的产生及暗纹位置的计算，画出单缝衍射条纹的光强分布曲线。２、理解光栅衍射形成明纹的条件，掌握用光栅方程计算谱线的位置。３、了解光栅光谱的形成及光栅分辨本领的意义，理解瑞利判据，了解光的衍射对光学仪器分

7、辨率的影响。４、理解X射线衍射的原理及布拉格公式的意义,会应用它计算晶体的品格常数或X射线的波长。光的偏振内容提要１、光的偏振态光波是横波，光的偏振是横波的特有现象。光的5种偏振态为：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、园偏振光。自然光：在垂直光传播方向的平面内沿各个方向振动的光矢量都有，而且振幅相同，平均说来分布各向均匀。所以通过偏振片后光强减半。线偏振光：在垂直于光传播的方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。光矢量端点的轨