光學(xué)學(xué)習(xí)資料-optics-秦季茜

1、OPTICS目錄CONTENTS章節(jié)梳理典型例題學(xué)習(xí)建議23/3/2022章節(jié)梳理光的干涉光的衍射幾何光學(xué)分波面干涉分振幅干涉近場(chǎng)衍射遠(yuǎn)場(chǎng)衍射反射成像折射成像應(yīng)用：邁克爾孫干涉儀 牛頓環(huán)平面衍射光柵薄透鏡成像3/3/2022光的干涉12212221cos2AAAAI121222rrkrr2)2(12 jrr 2)12(12 jrr強(qiáng)度最大強(qiáng)度最小觀察屏上的光強(qiáng)分布ILS1S2dY觀察屏上的光強(qiáng)分布觀察屏S單縫或孔雙縫或雙孔YX楊氏實(shí)驗(yàn)2 sindr于是：在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中的縫間距為:雙縫到觀察屏之間的距離為：0rrlS菲涅耳雙面鏡*.虛光源虛光源點(diǎn)光源點(diǎn)光源反射鏡反射鏡當(dāng)屏移到當(dāng)屏移到 AB位置

2、時(shí)，在屏上的位置時(shí)，在屏上的P點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)亮條紋，光在鏡子表面反射時(shí)有亮條紋，光在鏡子表面反射時(shí)有相位突變相位突變。勞埃德鏡Billet 對(duì)剖透鏡：對(duì)剖透鏡：對(duì)剖透鏡等傾干涉由單色點(diǎn)光源引起的干涉現(xiàn)象：參考圖由單色點(diǎn)光源引起的干涉現(xiàn)象：參考圖119。光程差表示為：光程差表示為：2)()(12CAnBCABn2cos222idnn1n1n2ABCCd等厚干涉n1n1n2ABCD2cos22)()(2212ihnCDnBCABn122122sin221innjh 122122sin2innjh 相消干涉相消干涉212()()2LLLLnl22Lnl/ 2lNM2M1M2BCld0邁克爾耳遜

3、干涉儀中有一動(dòng)臂，它可以由絲杠操縱而作長(zhǎng)程平移這特別適用于對(duì)長(zhǎng)度作精密測(cè)量設(shè)動(dòng)鏡M2 平移由C -B,空間長(zhǎng)度為l,于是，動(dòng)臂光程改變量為干涉場(chǎng)中固定點(diǎn)的光程改變量為:這導(dǎo)致該處干涉強(qiáng)度變化了N次，即求得待測(cè)長(zhǎng)度 ()LN邁克耳遜干涉儀牛頓環(huán) RrhRrh2222 2222 Rrh 暗暗亮亮2)12(22 jjRr菲涅耳半波帶 菲涅耳衍射半波帶的概念。如圖半波帶的概念。如圖2-3所示，將波面分為許多環(huán)形帶，使得每?jī)蓚€(gè)相所示，將波面分為許多環(huán)形帶，使得每?jī)蓚€(gè)相鄰帶的邊緣到觀察點(diǎn)的距離相差半個(gè)波長(zhǎng)，相位差為鄰帶的邊緣到觀察點(diǎn)的距離相差半個(gè)波長(zhǎng)，相位差為，這樣分成的環(huán)，這樣分成的環(huán)形帶稱為菲涅耳半波

4、帶（簡(jiǎn)稱半波帶）。形帶稱為菲涅耳半波帶（簡(jiǎn)稱半波帶）。r r0 0r r1 1=r=r0 0+/2+/2r r2 2=r=r0 0+2(/2)+2(/2)r r3 3=r=r0 0+3(/2)+3(/2)P PS SO OkkkaaaaaA143211夫瑯禾費(fèi)單縫衍射夫瑯和費(fèi)單縫衍射光路圖夫瑯和費(fèi)單縫衍射光路圖dyy y220sinuuIIp縫數(shù)縫數(shù) N = 5 時(shí)光柵衍射的光強(qiáng)分布圖時(shí)光柵衍射的光強(qiáng)分布圖k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6中中央央亮亮紋紋（亮紋）（亮紋）平面衍射光柵平面衍射光柵vNvuuIIp22220sinsinsin

5、光在球面上的反射和折射nnMO-ssrQCh-i-uu-iPP圖示：?jiǎn)蝹€(gè)折射面成像系統(tǒng)的笛卡爾符號(hào)規(guī)則rss211rnnsnsn牛頓公式高斯公式高斯公式：高斯公式：牛頓公式：物點(diǎn)在物方焦點(diǎn)左側(cè)，物距為負(fù)；像點(diǎn)在像方焦點(diǎn)右側(cè)，牛頓公式：物點(diǎn)在物方焦點(diǎn)左側(cè)，物距為負(fù)；像點(diǎn)在像方焦點(diǎn)右側(cè)，像距為正。像距為正。nnOF-ffFPP-ss-xxf fxx1sfsf薄透鏡1sfsfPFF-x-fxfn1n2P-s-sf fxx牛頓公式牛頓公式薄透鏡橫向放大倍率推導(dǎo)橫向放大倍率。定義為像高與物高之比推導(dǎo)橫向放大倍率。定義為像高與物高之比PFFM-x-fxfy-yP1NnnPOP1ssyyfxxf近軸物近軸光線成像條件球面反射球面反射rss211ssyysyitansyi )tan(sysyAPh-xOyQP-yQAi近軸物近軸光線成像條件球面折射球面折射-yPP-S+xQ-uOhnnyi+Si+uAQCrnnsnsnisyisy inin ssnnyy例13/3/2022考察點(diǎn)：干涉考察點(diǎn)：干涉 牛頓環(huán)牛頓環(huán)例23/3/2022考察點(diǎn)：衍射考察點(diǎn)：衍射 夫瑯禾費(fèi)衍射夫瑯禾費(fèi)衍射 例33/3/20