光学基本公式
应用光学公式

l' l
2
1
nd 1 n f nc
第四章 理想光学系统
1. 主面与光轴焦点:H,H’ 2. 物像位置和放大率 ① 牛顿公式
6. 共轴球面系统
n ' n1u1 n 1 , k 2 , 1 , J nk yk uk n1 nk ' uk ' nk '
一对节点: =1,x=f',x'=f(同介质节点与主点重合) 基点 一对主点: =1 一对焦点
8. 光组组合 ① 双光组
9. 望远镜
1 hii h
H1 ' H 2 : d
' F2 ' F ' : xF
F1 ' F2 :
' F2 ' H : xH ' H 2 ' F ' : lF
② 轴向放大率:
③ 角度放大率:
u' l n 1 u l ' n'
④
1/6
⑤ 拉氏不变量: nyu n ' y ' u ' J 5. 反射球面:n=-n’
2(n 1) cos
2n 光焦度和拉氏: r J yu y ' u '
f '
反射定律:
n' r n ' n
P 2( N A)
A '' A 2 N ( N A)
4. 费马原理:光程 s=nl,光沿极大、极小、常量光程的路径传播。
第二章 球面和球面系统
1. 结构参数:n,n’,r 物方参数:U(物方倾斜角),L(物方截距) 像方参数:U’(像方倾斜角),L’(像方截距) 夹角:光轴>光线>法线:顺正逆负 2. 单个折射球面
江西省考研物理学复习资料光学重要公式整理

江西省考研物理学复习资料光学重要公式整理一、光的基本概念光:一种电磁辐射,具有波粒二象性。
光速:在真空中的光速为 c,约为 3.00 × 10^8 m/s。
光的传播:光在媒质中的传播速度 v 与媒质中的折射率 n 相关,v = c/n。
二、光的几何光学1. 图像的位置和性质物距 p:物体到透镜的距离。
像距 p':像到透镜的距离。
焦距 f:透镜的焦点到透镜的距离。
放大率β:β = p'/p。
透镜公式:1/p + 1/p' = 1/f。
2. 薄透镜成像薄透镜成像公式:1/f = 1/p + 1/p'。
3. 平面镜成像物距 p 和像距 p' 在平面镜中的关系:p = -p'。
放大率β:β = p'/p。
三、光的波动性1. 光的干涉双缝干涉公式:d·sinθ = mλ(m = ±1, ±2, ±3...)。
单缝干涉公式:asinθ = mλ(m = ±1, ±2, ±3...)。
2. 光的衍射单缝衍射公式:asinθ = mλ(m = ±1, ±2, ±3...)。
双缝干涉衍射公式:dsinθ = mλ(m = ±1, ±2, ±3...)。
四、光的偏振1. 偏振光的特性光的偏振:将所有方向的振动都限制在同一平面上的光。
偏振方向:偏振光中电场振动的方向。
马吕斯定律:通过偏振器的偏振方向与通过偏振器的光强成正比。
2. 偏振光的产生与消光自然光偏振:通过偏振片后,光变为线偏振光。
菲涅尔法则:入射角等于反射角。
马吕斯劈尖法:偏振片两端的光强差完全消除。
五、光的色散与光栅1. 光的色散光的色散:光的频率与速度变化所导致的色散效应。
柯仑定律:n = c/v。
2. 光栅衍射光栅方程:dsinθ = mλ(m = ±1, ±2, ±3...)。
光学常用公式范文

光学常用公式范文光学是研究光的传播和相互作用的科学领域,涉及到许多光学常用公式。
下面是一些光学领域常见的公式:1.光速公式:光在真空中的速度为c=299,792,458m/s。
2. 折射定律:当光从一种介质射入另一种介质时,入射角θ1、折射角θ2和两种介质的折射率n1、n2之间满足康斯特定律:n1sinθ1 =n2sinθ23.球面镜成像公式:对凸透镜和凹透镜而言,成像公式为1/f=1/v+1/u,其中f为焦距,v为像距,u为物距。
4.薄透镜公式:对于无限薄的透镜,成像公式可以简化为1/f=(n2-n1)(1/R1-1/R2),其中n1、n2为透镜两侧的折射率,R1、R2为曲率半径。
5. 光谱衍射公式:在光通过一个狭缝或光栅时,光的衍射现象遵循衍射公式:mλ = d sinθ,其中m为衍射级次,λ为波长,d为狭缝或光栅的间距,θ为衍射角。
6.杨氏双缝干涉公式:当光通过两个间距为d的狭缝时,干涉现象满足干涉公式:y=mλL/d,其中y为干涉条纹的位置,m为干涉级次,λ为波长,L为狭缝到屏幕的距离。
7. 薄膜干涉公式:当光在薄膜上反射和折射时,干涉现象满足薄膜干涉公式:2nt = mλ,其中n为薄膜的折射率,t为薄膜的厚度,m为干涉级次,λ为波长。
8.瑞利判据:用于判断两个光源是否可以被分辨为两个点光源。
根据瑞利判据,两个光源的最小可分辨角度为θ=1.22λ/d,其中λ为波长,d为光路的孔径直径。
9. 空气中的大气折射公式:当光穿过大气层时,受大气折射的影响,光线在水平方向上会发生弯曲。
大气折射公式可以用来计算偏折角度:tanδ ≈ V / d,其中V为大气折射率变化率,d为光线传播距离。
10. 斯涅尔定律:当光从一种介质射入另一种介质时,入射角θ1、折射角θ2和两种介质的折射率n1、n2之间满足斯涅尔定律:n1sinθ1= n2sinθ2这只是光学中的一小部分常用公式,实际上光学是一个非常广泛且复杂的科学领域,在不同的光学现象和应用中还有许多其他的公式和定律。
光学中的概念和公式

光学中的概念和公式一、光的基本概念1.1 光的传播光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为 (3 10^8) 米/秒。
光在空气或其他介质中的传播速度会因为介质的折射率而有所不同。
1.2 光的波动性光的波动性可以通过双缝干涉、单缝衍射等实验证明。
光的波动性决定了它的亮度和颜色。
1.3 光的粒子性光同时具有粒子性,这一性质可以通过光电效应、康普顿效应等实验证明。
光的粒子性决定了它的能量和动量。
二、光学基本公式2.1 波动光学公式2.1.1 波动方程波动方程描述了光波在空间中的传播。
对于一维光波,波动方程可以表示为: = c^2其中,() 表示光波的振幅,(c) 表示光在介质中的传播速度,(t) 表示时间,(x) 表示空间坐标。
2.1.2 干涉公式干涉现象发生在两个或多个光波重叠时。
对于两个相互干涉的光波,干涉公式可以表示为:= _1 + _2其中,(_1) 和 (_2) 分别表示两个光波的振幅。
2.1.3 衍射公式衍射现象发生在光波通过一个孔径或遇到一个障碍物时。
对于夫琅禾夫衍射,衍射公式可以表示为:= (kr - )其中,(A) 表示光波的振幅,(r) 表示距离,(k) 表示波数,() 表示相位差。
2.2 粒子光学公式2.2.1 光电效应公式光电效应是指当光子照射到金属表面时,将电子从金属中逸出的现象。
光电效应公式可以表示为:E_{km} = h- W_0其中,(E_{km}) 表示电子的动能,(h) 表示普朗克常数,() 表示光的频率,(W_0) 表示金属的逸出功。
2.2.2 康普顿效应公式康普顿效应是指光子与电子发生散射时,光子的能量和动量发生改变的现象。
康普顿效应公式可以表示为:= (1 - )其中,() 表示光子波长的变化,(m_e) 表示电子的质量,(c) 表示光速,() 表示散射角。
三、光学元件和现象3.1 凸透镜和凹透镜凸透镜对光有会聚作用,可以将平行光聚焦到一个焦点上。
凹透镜对光有发散作用,可以将平行光发散。
光学计算公式高中

光学计算公式高中
光学是物理学的一个分支,主要研究光的性质和行为。
在高中物理中,光学是一个重要的部分,涉及到光在自然界中的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象。
以下是一些光学计算公式,供您参考:
1. 光速公式:C = 299792458 m/s
光速是光在真空中的速度,是一个基本的物理学常数。
光速公式可以帮助我们计算光在不同介质中的传播速度,例如在空气中的速度约为 3×10^8 m/s,在水中的速度约为2×10^8 m/s。
2. 反射和折射定律:R = R0 / (1 + n2/n1)
R 表示反射率,R0 表示真空中的反射率,n1 和 n2 分别表示介质的折射率。
这个公式可以帮助我们计算光在反射和折射时的角度和反射率。
3. 菲涅尔公式:F = (2/n)^(1/2) * (1 - cosθ)
F 表示菲涅尔常数,n 表示介质的折射率,θ表示入射角。
这个公式可以帮助我们计算光在反射和折射时的传播距离和角度。
4. 干涉和衍射公式:I = I0 * |cosθ|
I 表示干涉或衍射的强度,I0 表示真空中的干涉或衍射强度,θ表示干涉或衍射的角度。
这个公式可以帮助我们计算干涉或衍射的强度和时间。
以上是一些基本的光学计算公式,它们在高中物理光学课程中具有重要的应用。
在实际应用中,光学计算公式还有很多,例如光的偏振、光纤通信、光学传感器等。
光学公式总结

光学公式总结光学是研究光的传播、偏振、反射、折射和干涉等现象的科学领域。
在光学研究中,有许多重要的公式被使用,这些公式帮助我们理解和描述光的行为。
本文将对常见的光学公式进行总结,以便读者更好地理解和运用这些公式。
1. 光的速度公式:光的速度(v)在真空中是一个恒定值,通常用c表示,其数值为299,792,458米/秒。
2. 光的传播公式:光线按照直线传播,并且在真空中以光速传播。
光线传播距离(d)等于速度(v)乘以时间(t),即d = v × t。
3. 焦距公式:当光线通过一块薄透镜时,它会被聚焦在焦点上。
薄透镜的焦距(f)与物体距透镜的距离(do)和像距离(di)之间存在如下关系:1/f =1/do + 1/di。
4. 折射定律:当光线从一种介质折射到另一种介质中时,它会发生折射。
折射定律指出入射角(θ1)、折射角(θ2)和两种介质的折射率(n1和n2)之间满足如下关系:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)。
5. 牛顿环公式:牛顿环是干涉现象的一种,常见于透明薄片与平面介质接触时形成的环形彩色条纹。
牛顿环半径(R)与光的波长(λ)、透明薄片与平面介质之间的距离(d)之间满足如下关系:R = (√(n * λ * d)) / 2。
6. 球面镜成像公式:当光线通过球面镜时,会发生折射和反射,形成像。
球面镜成像的关系由下列公式描述:1/f = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2),其中f是焦距,R1和R2分别是球面镜的曲率半径。
7. 力学公式:在光学实验中,一些力学公式也被应用。
例如,力(F)可以通过牛顿第二定律表示为F = m * a,其中m表示质量,a表示加速度。
8. 干涉条纹公式:干涉现象中的条纹间距(d)与光的波长(λ)、光程差(ΔL)之间存在关系:d = λ / 2 * (ΔL)。
9. 各向异性介质的折射率:各向异性介质的折射率通常用一个张量来表示。
这个张量可以通过一个矩阵来描述,其中的元素被称为折射率的主值。
光学公式总结范文

光学公式总结范文光学公式是用于描述光学现象和光的传播行为的数学关系式。
它们是基于光学定律和几何关系得出的,能够帮助我们理解光的折射、反射、干涉、衍射等现象,并应用于光学器件的设计和光学实验的分析。
下面是一些常见的光学公式的总结:1. 反射定律:入射角等于反射角。
即sin(θi) = sin(θr),其中θi是入射角,θr是反射角。
2. 折射定律:折射角的正弦与入射角的正弦和折射率的比例相等。
即sin(θi)/sin(θr) = n,其中θi是入射角,θr是折射角,n是折射率。
3.光程差定理:光程差等于两个波面之间的几何距离差乘以介质的折射率。
即Δr=n*Δl,其中Δr是光程差,n是折射率,Δl是几何距离差。
4.光的干涉条件:当两个波源的相干波面相交时,两波的光程差等于(2m+1)*λ/2,其中m是整数,λ是波长。
5. 双缝干涉光强分布:双缝干涉的光强分布可由Young公式表示:I = I1 + I2 + 2√(I1 * I2) * cos(2π * Δr/λ),其中I1和I2是单缝的光强,Δr是两缝之间的光程差,λ是波长。
6. 衍射公式:衍射的光强分布可以由Fresnel-Kirchhoff衍射公式表示:I = [A * (sinc(φ/2))^2]^2,其中A是入射光的振幅,Φ是衍射角,sinc(x) = sin(x)/x是sinc函数。
7.薄透镜公式:薄透镜的公式可以表示为1/f=1/v-1/u,其中f是透镜的焦距,v是像距离,u是物距离。
8.放大倍率公式:显微镜和望远镜的放大倍率可分别表示为M=-v/u和M=v/u,其中v是像距离,u是物距离。
9.折射球面的公式:折射球面的公式可以表示为n1/v+n2/u=(n2-n1)/R,其中n1和n2是两个介质的折射率,v是像距离,u是物距离,R 是球面的曲率半径。
10. 偏振光公式:偏振器通过的光强可以由马吕斯定律表示:I = I0 * cos^2(θ),其中I0是入射光的强度,θ是光的偏振角。
高中物理光学公式大全总结

高中物理公式汇总一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻/s--t图、v--t 图/速度与速率、瞬时速度。
2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
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光学几何光学基本公式
折射定律
折射光线在入射面内,且
介质的折射率
真空光速
介质中的光速
全反射
如果,则当时发生全反射。
为临界角。
成像公式
球面反射镜
焦距:
凹面镜:
凸面镜:
横向放大倍数
单球面透镜
凸面迎光
凹面迎光
薄透镜
焦距公式:
如像与物都在折射率为的介质中,则
,
理想几何光学成像系统
物方任一点发出的所有经过成像系统的光线都汇聚于像方一点。
成像系统的成像特性可用主面 (H) 和焦点 (F) 描述。
主面:横向放大倍数为 +1 的一对物象面,物面为物方主面(亦称前主面),像面为像方主面(亦称后主面);
物方焦点:横向放大倍数为的轴上物点,亦称前焦点;像方焦点:横向放大倍数为的轴上像点,亦称后焦点;物方焦距、前焦距:像方焦距、后焦距:
:物方折射率,:像方折射率
光学光波的衍射
光是特定波段的电磁波。
光波波长的范围为。
当光波遇到尺度小于(波长)的障碍物或障碍物上的开孔时,光的传播方式会明显偏离直线传播定律,即发生衍射。
夫琅禾费衍射
以正入射的平行光为照明光,
在透镜后焦面接收的衍射场
为夫琅禾费衍射。
夫琅禾费衍射也可用像面接收装置实现
单缝的夫琅禾费衍射
光强分布
:缝宽,:波长
分布曲线
衍射光斑
零级斑的半角宽
圆孔的夫琅禾费衍射衍射光斑(爱里斑)
光强分布曲线
零级斑的角半径
:圆孔直径。
成像系统的分辨本领
瑞丽判据
最小可分辨角。
衍射光栅
光栅:周期分布的全同衍射单元构成的衍射屏。
多缝光栅:
光栅常数:两个相邻衍射单元(如:狭缝)对应位置(如:狭缝
中心)的间距。
光栅公式
:第K级衍射波的衍射角。