物理光學復習知識點

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上物理光學知識點第一章1.可見光波長范圍（380nm760nm）。2.折射率。3.能流密度的坡印廷矢量s的物理意義：表示單位時間內，通過垂直于傳播方向上的單位面積的能量；光強4.已知或，求光的相關參量，參見作業(yè)1-1，1-2；5.簡諧球面波或，求光的相關參量。6.無限長時間等幅震蕩光場對應的頻譜只含有一個頻率成分，稱為理想單色振動，持續(xù)有限長時間等幅震蕩的光場對應的頻譜寬度。7.等相位面的傳播速度稱為相速度，平面單色波的相速度，等振幅面的傳播速度稱為群速度，復色波的相速度（公式來源，然后求導），復色波的群速度，結合第六章討論在正常/反常色散中相速度和群速度哪個大？8.理

2、解線偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光的概念及相互轉化的條件，結合第四章波片討論。9.討論光波在界面上的反射和折射，如s分量和p分量的概念，菲涅爾公式的理解，圖1-21的理解與應用，熟悉公式，在正入射和掠入射時，布儒斯特角的計算，全反射角，半波損失產生的兩種情形：光從光疏介質入射到光密介質時，在正入射和掠入射時反射光相對入射光將產生“半波損失”；圖1-29薄膜上下表面的反射的四種情形的作圖法；偏振度的計算（1.2-39，1.2-42，43），注意p35偏振度計算的例子和p49例題1-5，利用片堆產生線偏振光的原理（反s不反p，輸出p）和作業(yè)1-10，外腔式激光器的布儒斯特窗口的原理（反s不反p，輸出

3、s），衰逝波的概念。10.例題和作業(yè)：例題1-3的結論，例題1-5，例題1-6；作業(yè)1-1，2，10，15，16，18，19，20，21。第二章1.公式2.1-3的理解，例如由此公式可以得出產生干涉的三條件：頻率、振動方向和相差要求。2.由一般光源獲得相干光的兩類方法：分振幅法（等傾、等厚）、分波面法（楊氏）；3.楊氏干涉的相關計算（可能用到的知識2.1-13，14，15，16）：菲涅爾雙棱鏡、菲涅爾雙面鏡、洛埃鏡（注意半波損失）和相關作業(yè)。4.分振幅法干涉光程差公式（2.1-20）（注意半波損失，一般情況下有，但某些情況下也無，例如作業(yè)2-14）和光強公式（2.1-21），等厚干涉的應用如可

4、以解釋肥皂泡和昆蟲翅膀的彩色。5.平行平板的多光束干涉的Airy公式（2.2-4，2.2-7），干涉圖樣的特點：互補性、等傾性，光強分布的極值條件；光強分布與反射率R的關系：R增大時，透射光暗條紋強度降低，條紋可見度提高；條紋銳度與反射率R的關系：能夠產生極明銳的透射光干涉條紋是多光束干涉的最顯著和最重要的特點，條紋銳度用半峰值全寬度或條紋精細度描述（2.2-16，17）；平行平板的多光束干涉的頻率特性：（由得公式2.2-18），濾波帶寬（當時得公式2.2-19）。6.光學薄膜：單層膜反射率計算公式（2.3-2，2.3-4）；增透膜/增反膜條件（增透：，增反：）；兩層膜反射率計算-等效折射率法

5、（見作業(yè)）；多層高反膜結構（膜系），多層高反膜的特點：膜系兩側最外層均為高折射率層即為奇數層，為奇數層時膜層越多反射率越大，以上結果只對一種波長成立即中心波長成立。7.FP干涉儀應用：主要用于分光，分光指標的計算自由光譜范圍、分辨本領（含分辨極限）、角色散；其他小知識點例如兩套干涉環(huán)，波長長的圓環(huán)在里面，激光諧振腔的縱模頻率計算（）。8.光源的大小對干涉條紋可見度的影響稱為空間相干性，光源的復色性對干涉條紋可見度的影響稱為時間相干性。9.例題與習題：例題2-5，2-7；作業(yè)2-1，2-9，2-14，2-24，2-25，2-27，2-30，2-38.第三章1. 光的衍射現象與干涉現象的聯(lián)系與區(qū)別

6、都是相干光波疊加引起的光強的重新分布，所不同之處在于，干涉現象是有限個相干光波的疊加，而衍射現象則是無限多個相干光波的疊加結果。2. 利用惠更斯-菲涅耳原理解釋衍射現象：在任意給定的時刻，任一波面上的點都起著次波波源的作用，它們各自發(fā)出球面次波，障礙物以外任意點上的光強分布，即是沒有被阻擋的各個次波源發(fā)出的次波在該點相干疊加的結果。3. 菲涅耳衍射與夫朗和費衍射的區(qū)別條件是觀察屏到衍射屏的距離與衍射孔的線度之間的相對大小。簡而言之，菲涅耳衍射是近場衍射；而夫朗和費衍射屬于遠場衍射。菲涅耳衍射現象：隨著觀察平面距離的增大，光斑范圍不斷擴大，但光斑中圓環(huán)數逐漸減小，而且環(huán)紋中心表現出從亮到暗，又從

7、暗到亮的變化。夫朗和費衍射現象：觀察屏上將看到一個較大的中間亮，邊緣暗，且在邊緣外有較弱的光、暗圓環(huán)的光斑。4. 愛里斑半徑與角半徑的計算公式與瑞利判據的內容，以及人眼、望遠鏡、照相物鏡及顯微鏡分辨本領的計算。 要求：掌握公式（3.2-21），（3.2-22），（3.2-24），（3.2-25）及（3.2-34）5. 夫朗和費單縫衍射光強分布 要求：掌握中央主極大與衍射光強極小值的位置，即公式（3.2-37）；相鄰暗條紋的角寬度，公式（3.2-38）；及中央主極大條紋的角寬度，公式（3.2-40）；白光照明時，衍射條紋的色散特征。6. 夫朗和費多縫衍射光強分布要求：掌握衍射光強計算公式（3.2

8、-43）；多縫衍射主極大位置（3.2-45），多縫衍射主極小位置（3.2-47）及相鄰主極小間的角距離（3.2-48）；多縫衍射的主極大角寬度（3.2-49）；缺極的條件（3.2-50）。光柵方程的兩種形式（3.4-1），（3.4-2）；及最大光譜級次的計算公式（3.4-3）；閃耀光柵的主閃耀條件（3.4-6）；光柵光譜儀色散本領（3.4-8）分辨本領（3.4-11）自由光譜范圍（3.4-12）的計算公式；7. 菲涅耳衍射半波帶的概念：相鄰兩個環(huán)帶上的相應兩點到觀察屏中心點的光程差為半個波長，這樣的環(huán)帶叫非涅耳半波帶。觀察屏中心的光場振幅計算公式（3.3-12），并注意區(qū)分正負號的選取。掌握圓

9、孔半徑與露出波帶數目之間的關系公式（3.3-14）；及菲涅耳圓屏衍射的光場振幅計算公式（3.3-17）菲涅耳波帶片的概念及焦距計算公式（3.4-30）8. 本章例題：3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-7。9. 本章習題：3-3，3-4，3-6，3-11，3-12，3-13，3-15，3-19，3-22，3-26，3-29，3-31，3-33。第四章1. 單軸晶體與雙軸晶體概念及表示方法的區(qū)別；2. 單色光在晶體中相速度與光線速度的關系，公式（4.2-17），（4.2-18）。3. 單軸晶體中光的傳播規(guī)律 兩種線偏振模式的折射率計算公式：（4.2-44），（4.2-45）； 結合圖4-

10、6分析o光與e光的波法矢方向與其光線方向的關系，掌握離散角的計算公式（4.2-51）與（4.2-52）以及由公式（4.2-53）推導出的三點結論（P224頁）；4. 光在晶體中傳播的幾何法描述 結合圖4-11掌握折射率橢球的基本性質（P227頁與）；掌握圖4-12展示的作圖法； 掌握折射率曲面的基本概念，結合圖4-20掌握正負單軸晶體折射率曲面的關系；掌握折射率曲面的重要性質：折射率曲面在任一矢徑末端處的法線方向，就是與該矢徑所代表的波法線方向相應的光線方向；掌握折射率曲面與波矢曲面的關系； 在掌握折射率曲面的基礎之上，結合圖4-30，4-31，4-32，4-33，4-34，4-35復習斯涅耳

11、作圖法的思路與步驟； 理解菲涅耳橢球的基本概念，對比折射率橢球，了解菲涅耳橢球的基本性質； 掌握射線曲面的基本概念，理解“射線曲面就是在晶體中完全包住一個單色點光源的波面”的涵義；比較射線曲面與折射率曲面的關系，并在此基礎之上掌握射線曲面的重要性質：射線曲面上的矢徑方向平行于光線方向，其矢徑末端處的法線方向就是與該光線方向相應的波法線方向。 在掌握射線曲面的基礎上，結合圖4-28，4-29復習惠更斯作圖法的思路與步驟；5.晶體光學元件 理解格蘭-湯普森棱鏡的結構特征與工作原理；理解渥拉斯頓棱鏡的結構特征與工作原理，并掌握公式（4.4-1）； 掌握全波片的概念及公式（4.4-5）與（4.4-7）

12、；掌握半波片的概念及公式（4.4-8）與（4.4-10）；掌握四分之一波片的概念及公式（4.4-11）與（4.4-14）；理解適用波片時需注意的波長問題、及主軸方向問題； 掌握補償器的相位差計算公式（4.4-15）；6.晶體的偏光干涉 掌握正交偏振器與平行偏振器的概念及區(qū)別； 結合圖4-50掌握偏光干涉光強的計算公式（4.5-5）；同時注意補充當晶片光軸位于起偏器與檢偏器的透振軸之間時，考慮相位差的變化（參見例題4-6）； 掌握晶片取向及晶片相位差對輸出光強的影響； 7.本章例題：4-2，4-5，4-6；5.本章習題：4-6，4-7，4-9，4-12，4-13，4-17，4-19，4-20，4

13、-23；第五章、第六章1、基本概念:電光效應：因外加電場使介質光學性質（折射率）發(fā)生變化的效應；彈光效應：因外加彈性力使介質光學性質（折射率）發(fā)生變化的效應；聲光效應：因外加超聲波場使介質光學性質（折射率）發(fā)生變化的效應；旋光效應：通過介質的光束偏振面發(fā)生旋轉的效應；磁光效應：在外加磁場作用下使通過介質的光束偏振面發(fā)生旋轉的效應。2.外加磁場平行于光軸的電光效應，對-切割的KDP晶體晶片沿光軸方向外加電場前后發(fā)生了變化-外加電場后，感應折射率橢球的三個主軸方向為原折射率橢球的三個主軸繞光軸旋轉45°得到；原來的單軸晶體變?yōu)殡p軸晶體；三個主折射率發(fā)生了改變，新的主折射率為， ，;的縱向

14、應用的半波電壓，橫向應用時的半波電壓；電光調制概念將信息電壓加載到光波上的技術叫光調制技術，利用電光效應實現的調制叫電光調制。3.對于聲光效應之布拉格衍射產生衍射的條件：超聲波頻率較高，聲光作用區(qū)較長，光線與超聲波波面有一定角度斜入射。-顯著特點是衍射光強分布不對稱，而且只有零級和+1級或-1級衍射光，如果選擇恰當的參量，可以使入射光的能量幾乎全部轉移到零級或1級衍射極值方向；布拉格衍射的條件是。4、旋光現象的解釋進入旋光介質的線偏振光可以看作是右旋圓偏振光和左旋圓偏振光的組合，在右旋晶體中，右旋圓偏振光的傳播速度比左旋圓偏振光的傳播速度快（折射率則相反）。5、法拉第效應介質在強磁場作用下產生旋光現象的效應（磁致旋光效應），其旋光方向取決于外加磁場方向，與光的傳播方向無關，具有不可逆性；在光通信中可以用來作為光隔離器。6.例題5-1，作業(yè)5-1，5-6，5-9.7.光的色散與吸收：光的吸收朗伯定律，光