光學(xué)期末考試提綱

1、光學(xué)期末復(fù)習(xí)提綱1.1 幾個基本概念E = Aexp[ -i(ωt+φ0)] 振動E = Aexp[ -i(ω(t-Δt) +φ0)] 波函數(shù)更常用的表達(dá)式 E = Aexp[ -i(wt-k?r +φ0)]時間： T , f=1/T , ω=2 /T 周期，頻率，圓頻率 π空間： λ , 1/λ , k=2 /λ 波長，波數(shù)，角波數(shù)（波矢） π1.2 三個光學(xué)基本原理 （直線傳

2、播、反射折射、全反射）光程（L=nl）與費(fèi)馬原理: 由費(fèi)馬原理推導(dǎo)光的反射定律和折射定律費(fèi)馬原理：光總沿著光程最短的路徑傳播 ?𝐿?𝑥 = 0證明：反射： 光程𝐿 = 𝑛 (𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦21 + 𝑛 (𝑥2 ? 𝑥)2 + 𝑦22由費(fèi)馬原理 得：?&

3、#119871;?𝑥 = 0 ?2𝑛(𝑥1 ? 𝑥)2 (𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦21 ?2𝑛(𝑥2 ? 𝑥)2 (𝑥2 ? 𝑥)2 + 𝑦22 = 0又 ， sin 𝑖1 =𝑥 ? 𝑥

4、;1(𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦12 sin 𝑖 '1 =𝑥2 ? 𝑥(𝑥2 ? 𝑥)2 + 𝑦22代入得： ， 即 ，證畢。 sin 𝑖1 = sin 𝑖 '1 𝑖 = 𝑖'折射：𝐿'

5、 = 𝑛1 (𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦21 + 𝑛2 (𝑥2 ? 𝑥)2 + 𝑦22由費(fèi)馬原理：得：?𝐿'?𝑥 = 0 ?2𝑛1(𝑥1 ? 𝑥)2 (𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦2

6、1 ?2𝑛2(𝑥2 ? 𝑥)2 (𝑥2 ? 𝑥)2 + 𝑦22 = 0又 ，sin 𝑖1 =𝑥 ? 𝑥1(𝑥1 ? 𝑥)2 + 𝑦12 sin𝑖2 =𝑥2 ? 𝑥(𝑥2 ?

7、19909;)2 + 𝑦22代入得： ，即 ，證畢。 𝑛1sin 𝑖1 ? 𝑛2sin 𝑖2 = 0sin 𝑖1sin 𝑖2 =𝑛2𝑛11.3 什么是偏振？偏振光的分類（哪幾類，怎么分）完全偏振光： 平面偏振光（線偏振光）：偏振面方位恒定的光，可看成振動方向 ○ 1 ○ 1正交、相位相同（或相反

8、）的兩個平面偏振光的合成圓偏振光：偏振面相對于傳播方向隨時間以圓頻率ω旋轉(zhuǎn)，其光矢 ○ 2的夾角很小由上式可推出：物方焦距 、像方焦距 、焦距比 𝑓 =𝑛𝑛' ? 𝑛𝑟 𝑓' =𝑛'𝑛' ? 𝑛𝑟𝑓'𝑓 =&

9、#119899;'𝑛 > 0高斯物像公式：𝑓𝑠 +𝑓'𝑠' = 1牛頓物像公式：𝑥𝑥' = 𝑓𝑓'兩種極端條件：反射（ ） 、平面折射（ ） 𝑛 =? 𝑛' 𝑟→∞離軸物點(diǎn)成像和成像放大率不要求

10、2.3 透鏡 什么叫透鏡 透鏡的分類主要考薄透鏡 其成像物像關(guān)系：（ 為薄透鏡折射率）𝑛𝑠 +𝑛'𝑠' =𝑛𝐿 ? 𝑛𝑟1 +𝑛' ? 𝑛𝐿𝑟2𝑛𝐿注意理解與球面成像中類似的幾個概念，注意物方

11、與像方的區(qū)別2.4 理想光具組 基點(diǎn) 基面三對基點(diǎn)：焦點(diǎn)（ ）主點(diǎn)（ ）節(jié)點(diǎn)（ ） 都有物方像方之分 𝐹𝐹' 𝐻𝐻' 𝑁𝑁'三組基面：焦平面、主平面、節(jié)平面當(dāng)時，物、像方主點(diǎn)與相應(yīng)節(jié)點(diǎn)重合 𝑛 = 𝑛'重點(diǎn)是考主點(diǎn) 主點(diǎn)位置的確定方法物（像）方焦點(diǎn)到物（像）方主點(diǎn)的距離 = 物（

12、像）方焦距物（像）點(diǎn)到物（像）方主點(diǎn)的距離 = 物（像）距3.1 兩個條件 是一個近似表示，目的是簡化數(shù)學(xué)表達(dá)式傍軸條件： 𝑧2 ? 𝑥2 + 𝑦2遠(yuǎn)場條件： （是之后區(qū)別菲涅耳衍射與夫瑯禾費(fèi)衍射的標(biāo)志） 𝑧 ?𝑥2 + 𝑦2𝜆3.2 波動光學(xué) 光的干涉兩波（相干）疊加：， 為相位差 𝐴2 = 

13、9860;21 + 𝐴22 + 2𝐴1𝐴2cos 𝛿 𝛿雙光束干涉：𝐼(𝑃) = 𝐴2(𝑃) = 𝐴21(𝑃) + 𝐴22(𝑃) + 2𝐴1(𝑃)𝐴2(𝑃)cos &#

14、120575;(𝑃)反差（襯比度）：𝛾 =2𝐴1𝐴2𝐴21 + 𝐴22多光束干涉：等振幅：光柵 ○ 1 𝐼 = 𝐴2 = 𝐴20sin2 (𝑁𝜋𝜆?sin 𝜃)sin2 (𝜋𝜆𝑑