大学物理A小结.docx

◆波动光学小结一．基本概念

光程——光在媒质走过的几何路程与媒质折射率的乘积。

半波损失——当光从光疏媒质入射到光密媒质时，反射光存在位相突变（改变了π），相当于多走了半个波长的光程，称为半波损失。

相干光的三个条件——振动方向相同、振动频率相同、初位相差恒定。

位相差与光程差的关系ΔΦ δ

——=——， Δφ=2kπ, δ=kλ, 加强

2π λ Δφ=(2k+1)π,δ=(2k+1)λ/2,减弱

二．薄膜干涉

平行平面膜

平行平面膜

劈尖

牛顿环

装置及

光路图

n

1

n

2

e

n

1

n

n

e

n

n

2

2

e

n

3

n

3

3

两条反射光的光程差

δ=2n2e+(λ/2)

光程差

公式

nnn

nnn;

1 2

3

1 2 3

不加λ/2

同左

同左

nnn

nnn;

1 2 3

e为薄膜的厚度，

1 2

3

加λ/2

n为薄膜介质的折射率，

n n为薄膜两侧介质的折

2

1、3

射率。

明纹、暗

纹的条件

δ=kλ，

明纹

δ=(2k+1)λ/2，暗纹

同左

同左

条纹

特点

同心圆，中心级次高

明暗相间的等间距的

直条纹

同心圆，中心级次低

几何

关系

会分析迈克尔逊干

涉仪的光路图，

λ

Δe=N——

2

Δe为平面镜移动的距离，

N为条纹移动的条数。

sinθ=Δe/Δl

Δe表示相邻条纹的厚度差，

Δe=λ/2n；

Δl表示相邻条纹的间距。

R2=（R-e)2+r2

R表示凸透镜的曲率半径；

r表示干涉条纹的半

径。

单缝衍射双缝干涉

单缝衍射

双缝干涉

光栅衍射(N条缝）

装置

及光路图

x

x

Ｘ

p

r

1

p

p

a

o

d

φ

r

2

o

d

o

条纹

特点

中央明条纹的宽

度是其它明条纹宽度的二倍。

明暗相间的等间

距的直条纹。

明条纹（主极大）

细而亮，两个主极大之间一片暗区。

几何

关系

x

asinφ=atgφ=a—

F

x

dsinφ=dtgφ=d—

D

Ｆ

D

Ｆ

光

程

缝最边缘两条光线的

双缝出射光线的光

任意相邻两条缝出射

差

公

光程差

程差

的光线的光程差

式

δ＝asinφ

a为缝宽

δ＝dsinφ

d为双缝间距

δ＝dsinφ

d=a+b,为光栅常数

φ为衍射角

φ如上图所示

φ为衍射角

明

纹

φ=0处，δ＝0，

φ=0处，δ＝0，

φ=0处，δ＝0，

暗

纹

中央明条纹

中央明条纹

中央明条纹

条件

δ

=(2k+1)λ/2，

明纹

δ

=kλ

,

明纹

δ

=kλ，

明纹

δ=kλ,

暗纹

δ

=(2k+1)

λ/2，

暗纹

（理解半波带法）

会计算：

会计算：

会计算：

中央明条纹的宽度；

条纹间距；

明纹位置；

暗纹位置；

条纹位置；

最高级次；

白光形成的条纹。

光程差变化引起的

缺级现象；

条纹移动；

白光形成的条纹。

白光形成的条纹。

四．光的偏振

理解天然光、部分偏振光、线偏振光的定义及表示方法；

掌握如何利用偏振片区分这三种光；

光强的计算

天然光通过偏振片后成为线偏振光，光强变为原来的二分之一；

线偏振光通过偏振片后仍为线偏振光，透射光的光矢量方向同偏振片的偏振化方向一致，光强为

I=I

0

cos2α；

I0为入射光的光强，

α为入射光光矢量的方向和偏振片偏振化方向的夹角。

当入射光为天然光时，反射光和折射光均为部分偏振光；

反射光垂直分量多于平行分量，折射光平行分量多于垂直分量。

当入射角满足布儒斯特定律 tgi=n/n 时，反射光成为线偏振光。

2 1

此时，i+γ=90°。γ为折射角。

双折射现象： 光通过晶体后产生二条折射光

一条称为 O光，为寻常光，满足折射定律；另一条称为e光，为非常光，不满足折射定律。

振动与波动一．基本理论

简谐振动 简谐波

振动方程 Y=Acos(ωt+φ)

某质点的振动曲线

Y

基本

表示 o T t

方法

某时刻的波形曲线

已知坐标原点o处质点的振动方程

Y=Acos(ωt+φ)，

波沿X轴正向传播时，波动方程

为

Y=Acos[ω(t-x/u)+φ],波沿X轴负向传播时，波动方程为

Y=Acos[ω(t+x/u)+φ]；

Y V

已知x=x0处质点的振动方程

Y=Acos(ωt+φ)，

O 波沿X轴正向传播时，波动方程

λ X 为

x-x

o

旋转矢量图

ω Y=Acos[ω(t-——)+φ],

A u

φ 波沿X轴负向传播时，波动方程

y 为

O x-x

Y=