期末复习3-4《光学》(概念)

2、自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后，只 自然光通过第一个偏振片（叫做起偏器）之后， 有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通 也就是说，通过第一个偏振片的光波， 过．也就是说，通过第一个偏振片的光波，在垂直 于传播方向的平面上， 于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振 这种光叫做偏振光 偏振光． 动．这种光叫做偏振光． 横波只沿着某 一个特定的方向振 动，称为波的偏 振 ． 只有横波才有 偏振现象． 偏振现象．
单色光 标准样板 薄片 被检测平面
(a)
(b)
(c)
镀层 薄膜
在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜( 在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用 氟化镁) 当薄膜的厚度适当时， 氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表 面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵， 面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵， 这就大大减小光的反射损失， 这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强 这种薄膜叫增透膜 增透膜。 度，这种薄膜叫增透膜。
较小，条纹条数较多。 较小，条纹条数较多。 • 衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽， 衍射条纹不等间距，中央条纹亮而宽，两 侧条纹较暗较窄， 侧条纹较暗较窄，对称分布
6、光的偏振
1、太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于 太阳、电灯等普通光源发出的光， 传播方向上沿一切方向振动的光， 传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方 向振动的光波的强度都相同．这种光叫做自然光 向振动的光波的强度都相同．这种光叫做自然光 .
3、通过第一个偏振片的偏振光再通过第二个偏振片 称为检偏器 检偏器） （ 称为 检偏器 ） 时 ， 如果两个偏振片的透振方向 平行， 那么， 平行 ， 那么 ， 通过第一个偏振光的振动方向跟第 二个偏振片的透振方向平行，透射光的强度最 大．
如果两个偏振片的透振方向垂直， 那么， 4 、 如果两个偏振片的透振方向垂直 ， 那么 ， 偏振光 的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直， 的振动方向跟第二个偏振片的透振方向垂直，偏振 光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零． 光不能通过第二个偏振片，透射光的强度为零．
⑵薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的两列光 薄膜干涉：由薄膜前后表面反射的两列光 前后表面 波叠加而成。 波叠加而成。劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹 。增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1/4。 1/4
5、光的衍射
⑴光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障 碍物后面的现象。 碍物后面的现象。 产生明显衍射的条件： ⑵产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸 相比或 能和波长相比 比波长小。 能和波长相比或比波长小。
E = hν
应用： ⑷应用：光电管可将光信号转播为电信号
9、物质波： 物质波：
物质
实物 场
任何一个运动着的物体，如电子、 任何一个运动着的物体，如电子、质子 都有一种波和它对应，波长λ 等，都有一种波和它对应，波长λ是：
h λ = p
式中p是运动物体的动量， 式中p是运动物体的动量，h是普朗克常 这种波叫做物质波，也叫德布罗意波 德布罗意波。 量，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。
λ
三、螺旋测微器的读数 螺旋测微器的读数
45
25
40 20 35
0 5
1510
15
20
0
5
10
15
20
30
第1条时读数
第4条时读数
3、光的色散
棱镜使白光发生色散图
薄膜干涉的应用（ 薄膜干涉的应用（一） 应用 ——检查表面的平整程度 检查表面的平整程度
标准样板
空气薄层
待检部件 取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一 薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜， 用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列 光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹
sin i = 常数 sin r
⑵折射率 折射率是反映媒质光学性质的物理量
sin i n = sin γ
——折射率 折射率
C n = V
光疏介质 光疏介质 光密介质 光密介质
i＞ γ i＜ γ
2、光的干涉
出现亮条纹和暗条纹的条件 亮条纹
∆s = nλ
（ n=0，1，2，3…） ， ， ， …
暗条纹 ∆s = ( 2n + 1) •
期末复习3－4 光
1、光的折射： 光的折射：
光从一种媒质射入另一种媒质时， 光从一种媒质射入另一种媒质时，传播 方向发生改变的现象。 方向发生改变的现象。 ⑴折射定律 •折射光线在入射光线和法线所在的平面上， 折射光线在入射光线和法线所在的平面上， 折射光线在入射光线和法线所在的平面上 折射光线和入射光线分居在法线的两侧。 折射光线和入射光线分居在法线的两侧。 •入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数。 入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数。 入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数
比较:双缝干涉与单缝衍射图样（单色光） 比较:双缝干涉与单缝衍射图样（单色光）
衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点： 衍射现象和干涉现象条纹的不同点和相同点：
• 相同点： 相同点： • 由于光的叠加而产生的，明暗相间的。 由于光的叠加而产生的，明暗相间的。 • 不同点： 不同点： • 双缝的条纹是等间距的各条纹的亮度差别
传播很远距离能保持一定强 激光雷达 平行度 度，可精确测距测速 非常好 可会聚于很小的一点，记录 DVD、CD、VCD机， 可会聚于很小的一点， DVD、CD、VCD机 信息密度高 计算机光驱 激光切割、焊接、 可在很小空间短时间内集中 激光切割、焊接、 打孔医疗手术 亮度高 很大能量 产生高压引起核聚变 人工控制聚变反 应
偏振现象的应用： 偏振现象的应用：摄影
光的偏振现象有很多应用． 光的偏振现象有很多应用 ． 如在拍摄日落时水 面下的景物、 池中的游鱼、 面下的景物 、 池中的游鱼 、 玻璃橱窗里的陈列物的 照片时， 由于水面或玻璃表面的反射光的干扰， 照片时 ， 由于水面或玻璃表面的反射光的干扰 ， 常 使景像不清楚． 使景像不清楚 ． 如果在照相机镜头前装一片偏振滤 光片， 让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直， 光片 ， 让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直 ， 就可以减弱反射光而使景像清晰． 就可以减弱反射光而使景像清晰．
1 c = arcsin n
7、激光
某些物质的原子中的粒子能级原子， 而辐射出相位、频率、 而辐射出相位、频率、方向等完全相同 的光，这种光叫作激光。 的光，这种光叫作激光。
激光特性
特点 作用 应用实例 光纤通信 可进行调制、 相干光 可进行调制、传递信息
λ
2
（ n=0，1，2，3…） ， ， ， …
双缝干涉
2、影响相邻两明纹间的距离大小因素： 影响相邻两明纹间的距离大小因素：
①波长λ 波长 ②狭缝之间的距离 d ③为挡板与屏间的距离L 为挡板与屏间的距离L
S1 P S2 l P1
l ∆x = λ d
3、实验：双缝干涉测波长 、实验： 实验原理 原理： 一、实验原理： 实验器材 器材： 二、实验器材： 光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测光头、 光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏、测光头、 学生光源、导线、 学生光源、导线、刻度线 实验步骤： 三、实验步骤： 1、安装双缝干涉仪 单缝到双缝的距离为5 2、单缝到双缝的距离为5-10cm 通过目镜， 3、通过目镜，可看见白光的双缝干涉条纹 放红光虑光片， 4、放红光虑光片，观测红光的双缝干涉条纹 调节d比较△ 调节d比较△x的变化 换绿色虑光片 l 测量出n条亮条纹间距a 5、测量出n条亮条纹间距a ∆x = 察看说明书，得出d 6、察看说明书，得出d和L d 代入公式， 7、代入公式，求出波长
光电效应
定义：在光的照射下物体发射电子的现象。 ⑴定义：在光的照射下物体发射电子的现象。 发生条件：入射光的频率必须大于金属的极限频率。 ⑵发生条件：入射光的频率必须大于金属的极限频率。 光子说： ⑶光子说： E = hν 在空间传播的光也不是连续的，而是一份一份的， 在空间传播的光也不是连续的，而是一份一份的， 每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率γ成正比 每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率 成正比 ，即：
所以，光是一种横波． 所以，光是一种横波．
光的偏振现象并不罕见．除了从光源（如太阳、 光的偏振现象并不罕见．除了从光源（ 如太阳、 电灯等）直接发出的光以外， 电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大 部分光，都是偏振光． 部分光，都是偏振光．自然光射到两种介质的界面 如果光入射的方向合适， 上，如果光入射的方向合适，使反射光与折射光之 间的夹角恰好是90 90° 这时， 间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都 是偏振的，并且偏振方向互相垂直． 是偏振的，并且偏振方向互相垂直．
使用偏振片
偏振现象的应用： 偏振现象的应用：液晶显示
• 液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的
液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料 液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料— —胶框密封，盒的两个外侧贴有偏光片。 胶框密封， 胶框密封 盒的两个外侧贴有偏光片。
偏光镜头
立体电影
7、全反射
⑴全反射现象 光由光密介质射入光疏 光密介质射入 光由光密介质射入光疏 γ 介质， 介质，当入射角增大到某一 空气 角度时，折射光线完全消失， 角度时，折射光线完全消失， 玻璃 只剩反射光线 i ⑵发生全反射的条件 ①、光密 条件： ②、条件：i≥C 光疏