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本帖最后由 lxy123 于 2012-6-12 19:37 编辑
[color=Red第一章、 光的干涉
第一部分、基本概念
一、可见光的波长：390——760nm 白光平均波长：550nm
二、相干叠加和不相干叠加：频率相同，振动方向（几乎）相同，在观察的时间内两列光波的初位相不随时间变化，这两个波在空间中将产生相干叠加。初位相差随时间变化，将会产生不相干叠加。对于多个波，上述说法依然成立。
三、干涉的定义：满足一定条件的两个或两个以上的光波，它们叠加后产生光强在有些地方加强，有些地方减弱。这一光强按空间周期性变化的现象叫做干涉。
四、干涉产生的条件：
1、光波应产生相干叠加。
2、两个光波在相遇点产生的电场的振幅不能相差太大（光强接近）。
3、两个光波在相遇点的光程差不能太大。
五、干涉的分类
1、分波面干涉：波面上的各个不同部分作为次光源，由这些次光源发出的光产生的叠加为分波面干涉（如：杨氏干涉）。
2、分振幅干涉：把一束光分成两部分，走不同的光程重新叠加发生的干涉为分振幅干涉（例：薄膜干涉）。
第二部分、公式和实验结论（具体内容请同学们自己填充）
1、 光的波方程
2、 光强增强和光强减弱处条件
3、 杨氏干涉光强最大（小）位置、光强表达式、干涉图样
4、 可见度、时间相干性、空间相干性
5、 菲涅耳公式
6、 等倾干涉和等厚干涉的光程差
7、 劈尖相关
第三部分：课堂例题及作业题
1、 长为30mm，内有空气的装置放在杨氏装置的小孔前，在屏上观察到稳定条纹。这时抽走空气，充入另一种气体，发现条纹移动了25条，求另一种气体的折射率 。（λ=656.28nm，空气的折射率 =1.000276）
2、 玻璃瓶板b上有一标准平板a，在其一端垫上一个小薄片。若b表面有一半圆形且垂直于棱边的凹槽。让一束光垂直入射到其上，发现干涉条纹移动了 个条纹间距，求凹槽深度。（ ）
3、 波长为500nm的绿光投射在间距d为0.022cm的双缝上，在距离 为180cm处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离。若改用波长为700nm的红光投射到此双缝上，两个亮纹之间的距离又为多少？算出这两种光第二级亮纹位置的距离。
4、 在杨氏实验装置中，光源波长为640nm，两狭缝间距d为0.4mm，光屏离狭缝的距离 为50cm。试求：⑴光屏上第1条亮纹和中央亮纹之间的距离；⑵若P点离中央亮条纹为0.1mm，问两束光在P点的相位差是多少；⑶求P点的光强度和中央点的强度之比
5、 在劳埃德镜的实验中，光源S到观察屏的距离为1.5m，到劳埃德镜面的垂直距离为2mm，劳埃德镜长40cm，置于光源和瓶之间的中央。⑴若光波波长 ，问条纹间距是多少？⑵确定屏上可以看见条纹的区域大小，此区域共有几条条纹？（图详见课本第66页）
6、 在两块玻璃片之间一边放一条厚纸，另一边相互紧压。玻璃片l长10cm，纸厚为0.05mm，从 的反射角进行观察，问在玻璃片单位长度内看到的干涉条纹数目是多少？设单色光源波长为500nm。
7、 在上题装置中，沿垂直于玻璃片表面的方向看去，看到相邻两条暗纹间间距为1.4mm。已知玻璃片长17.9cm，纸厚0.036mm，求光波的波长。
8、 波长为400~760nm的可见光正射在一块厚度为 折射率1.5的薄玻璃片上，试问从玻璃片反射的光中那些波长的光最强。
第二章、光的衍射
第一部分、基本概念
一、衍射现象：光绕过障碍物偏离直线传播，进入几何阴影并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。
二、波面：在研究光波传播时，可以找到相位相同的点的几何位置。这些点的轨迹是等位相面，这个面称为波面。
三、衍射的分类：
1、菲涅耳衍射：光源到障碍物以及观察点到障碍物的距离都有限（可测量），又叫近场衍射。
2、弗朗合费衍射：光源到障碍物以及观察点到障碍物的距离无限（平行光）。
四、菲涅耳半波带：任何相邻两个带所对应部分所发出的次波到达P电视的光程差为 ，亦即它们同时到达P点，而相位差为 ，这样分成的环形带称为菲涅耳半波带。
五、菲涅耳波带片：制作一个屏它所对应的观察点上只让奇数个半波带或偶数个半波带通过，这时候观察点上所产生的和振幅是各个振幅之和。这种光学元件称为菲涅耳波带片。
六、平面衍射光栅：任何具有空间周期性衍射屏的结构称为光栅。类型有两种，分别为透射光栅和反射光栅。
七、干涉和衍射的区别：干涉是有限的几束光的相干叠加，衍射是无穷多波（或次波）的相干叠加。
第二部分、公式和实验结论（具体内容请同学们自己填充）
1、 惠更斯——菲涅耳原理
2、 菲涅耳衍射的光强、菲涅耳圆孔衍射的级数、圆屏衍射的光强以及条纹特点
3、 弗朗合费单缝衍射以及其图样特点、弗朗合肥圆孔衍射
4、 光栅方程、斜入射光栅和双缝光栅、布拉格方程
第三部分、课堂例题及作业题
1、 有一平行白光入射到双缝上，双缝相距1mm，用一焦距为1m的透镜把条纹汇到屏上。在屏的中央3mm处挖洞，问在可见光范围内哪些波长看不到。（白光：390~780nm）
2、 白光垂直入射到每毫米600条缝的光栅上，求白光第一级光谱的角宽度，说明第二级光谱和第三级光谱部分重叠。
3、 平行单色光从左向右垂直射到一个有圆形小孔的屏上，设此孔可以像摄像机光圈那样改变大小。问：⑴小孔半径应满足什么条件时，才能使得此小孔右侧轴线上距小孔中心4m的P点的光强分别得到极大值和极小值；⑵P点最亮时，小孔直径应为多大？设此光的波长为500nm。
4、 波长为500nm的单色点光源离光阑1m，光阑上有一个内外半径分别为0.5mm和1mm的透光圆环，接受点P离光阑1m，求P点的光强I与没有光阑时的光强度I0之比。
5、 波长为632.8nm的平行光射向直径为2.76mm的圆孔，与孔相距1m处放一屏。试问：⑴屏上正对圆孔中心的P点是亮点还是暗点？⑵要使P点变成与⑴相反的情况，至少要把屏分别向前或向后移动多少？
6、 白光形成的单缝衍射图样中，其中某一波长的第三个次最大值与波长为600nm的光波的第二个次最大值重合，求该光波的波长。
7、 用波长为589nm的单色光照射一衍射光栅，其光谱的中央最大值和第二十级注最大值之间的衍射角为 ，求该光栅1cm内的缝数是多少？
8、 用每毫米内有400条刻痕的平面透射光栅观察波长为589nm的钠光谱。试问：⑴光垂直入射时，最多能观察到几级光谱？⑵光以30°角入射时，最多能观察到几级光谱？
第三章、 几何光学的基本原理
第一部分、基本概念
一、几何光学：不考虑光的波动性，以光的直线传播为基础，用几何作图和计算的方法研究光在透明介质中传播记载介质表面反射和折射规律。
二、光线：在几何光学中用一条代表光的传播方向的几何线代表光（光线是垂直于波面的）。
三、实验定律：
1、直线传播定律：光在均匀介质（密度均匀或光学性质各向同性）中沿直线传播。
2、反射定律和折射定律：
①：入射光线、反射光线、折射光线和界面法线在同一平面内。
②：入射角等于反射角
3、独立传播定律：来自不同方向或不同光源的光线在相交时各个光线的传播不受其他光线影响。
4、光路可逆原理：光沿着与原来方向相反的方向传播时，传播路径不变。
四、费马原理：光沿光程为最小值、最大值或恒定值的路程传播（一般情况下，大多是沿极小值）。
五、单心光束：有一定关系的光线的集合叫做光束。具有单个相同顶点的光束叫做单心光束。
六、像：光经过反射或折射后光线方向改变了，但还是能够找到一个共同的定点，这个顶点就是像。如果反射或者折后的光线确实汇到一点，这一点为实像；如果反射或折射后的光线是发散的，但反向延长线汇于一点，这一点为虚像。实物在全空间都能够观察到，想只在反射或折射光束范围之内可见。
七、棱镜：由两个或两个以上不平行的折射平面围城的透明介质结构。棱镜是一个分光仪器。
八、共轴光具组：由曲率中心在同一直线上的两个或两个以上的球面组成的系统。
九、透镜：
①、把一个透明介质磨成一个薄片，使其两面都为球面或一面为平面。这样的薄片为透镜。中间部分比边缘部分厚（薄）的为凸（凹）透镜。
②、两个球面的曲率中心两成的直线为透镜的主轴。
③、透镜的直径又称为孔径。
④、透镜的两个表面与主轴的焦点的距离称为厚度。
⑤、当厚度和曲率半径相比可忽略时为薄透镜，否则为厚透镜。
⑥、两球面的中心或顶点重合得到光心。
第二部分、公式和实验结论（具体内容请同学们自己填充）
1、 费马原理表达式
2、 平面折射成像条件以及成像公式
3、 全反射发生条件
4、 三棱镜最小偏向角出现条件、最小偏向角和顶角关系、折射率表达式
5、 符号规则
6、 球面反射成像条件及成像公式
7、 横向放大率的定义式和计算式、横向放大率与像性质的关系
8、 球面折射成像条件以及成像公式
9、 高斯公式
10、逐个成像法
11、薄透镜成像条件和成像公式、像方焦距和物方焦距计算式、光焦度以及其和透镜性质的关系、非平行于光轴的光线的折射光线的画法
12、共轴薄透镜组（包括密接薄透镜组和分离薄透镜组的成像公式、横向放大率等）
第三部分、课堂例题及作业题
1、 水深3cm的水面飘着一层2cm的油，问水底的视深有多大？（ ）
2、 有一个外表镀银的球，半径为r。球内有一物体（在直径上），据球心a问物体两侧球面成像的位置。
3、 在一个人的正面放置一个凸面镜，人和凸面镜之间有一个透明玻璃板。移动玻璃板，发现人的两个像重合了，问此时玻璃板的位置。（人到凸面镜40cm，f=10cm）
4、 有一个玻璃球，折射率为1.53，直径为20cm。其中有两个气泡，一个在球心上，另一个在球面与球心连线的中点上，问实际的物在哪里？
5、 有一个曲率半径为R的半球，折射率为1.5。在其平面上镀银，在距顶点为8R处置一物体，像的性质如何？（提示：用逐个成像法）
6、 眼睛E和物体PQ之间有一块折射率为1.5的玻璃平板，平板的厚度CO=d为30cm。求物体PQ的像P’Q’与物体PQ之间的距离d2为多少？
7、 玻璃棱镜的折射角A为60°，对某一波长的光其折射率n为1.6。计算：⑴最小偏向角⑵此时的入射角⑶能使光线从A角两侧透过棱镜的最小入射角。
8、 高5cm的物体距凹面镜顶点12cm，凹面镜的焦距是10cm，求像的位置及高度并作光路图。
9、 一凸透镜在空气中的焦距为40cm，在水中的焦距为136.8cm，问此透镜的折射率为多少（水的折射率为1.33）？若将此透镜置于 中（ 的折射率为1.62），其焦距又为多少？
10、 双凸薄透镜的折射率为1.5，|r1|=10cm，|r2|=15cm，r2的一面镀银，物点P在透镜前主轴上20cm处，求最后像的位置并作出光路图。
11、 两个焦距都为20cm的薄凸透镜和薄凹透镜相距6cm，求①复合光具组的焦点及主平面的位置。②当物体放在凸透镜前30cm处时像的位置。]
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IP卡
狗仔卡
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
显身卡
