波动光学简答

1.波函数： 描述光波动的物理量E 和B 随时间和空间变化的函数称为波函数
2.s 分量: 把垂直于入射面振动的分量叫做s 分量
3.p 分量: 把平行于入射面振动的分量称做p 分量把平行于入射面振动的分量称做p 分量
4.布儒斯特定律 自然光以θi=θB 入射时，p 分量的反射系数为零，反射光中不存在p 分量，只有s 分量，是线偏振光。

此时不论入射光波的振动方向如何，反射光波中的p 分量始终为0，反射光波中只含有s 分量的线偏振光。

根据菲涅尔公式，此时有θt+θB=90°。

利用折射定律，可得到θB 满足：
.121n n tg B -=θ
角度θB 就称为布儒斯特角当入射光以布儒斯特角入射时，将会得到线偏振的反射光。

此时折射光波中含有全部p 波和部分s 波，是一个p 波占绝对优势的部分偏振光
5.倏逝波: 全反射时，光波不是绝对地在界面上被全部返回第一介质，而是透入第二介质大约一个波长的深度，并沿着界面流过波长量级距离后重新返回第一介质，再沿反射方向射出.这个沿第二表面流动的波就称为倏逝波.
6.一维波和三维波：光波在三维空间传播时，考察点位置坐标在三维空间取值时，对应的光波称为三维波。

当光波沿一维方向传播时，考察点的空间位置只要在一维方向取值，就能够了解整个光波的传播规律，这时对应的光波就是一维波。

光波的维数有时与坐标系的选取有关。

7.光矢量：通常把光波中的电场矢量称为光矢量
8.半波损失：波从波疏介质射向波密介质时反射过程中，反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相差半个周期，这种现象叫做半波损
9.光波的性质：
10.光的电磁特性
1.驻波：两个频率相同、振动方向相同、传播方向相反的单色光波的叠加
2.双光束传播：两束传播方向不同的光在空间的干涉现象
3.多光束干涉：除反射光线1外，其余各支反射光的能量很接近，透射光的能量也差不多。

4.光的相干性：实际应用的光源总有一定的大小。

有一定大小的光源看作是由许许多多个点光源组成的。

每个点光源都将通过干涉系统在干涉场中产生各自的一组干涉条纹，这些干涉条纹之间有位移。

干涉场中的总光强分布为各条纹强度的总和，暗条纹的强度不为零，可见度下降。

光源大到一定程度时， 可见度下降为零， 完全看不到干涉条纹。

5.发生干涉的三个必要条件：
两束光波的频率应当相同；
两束光波在相遇处的振动方向应当相同；
两束光波在相遇处应有固定不变的相位差。

6.牛顿环：一块平面玻璃上放置一曲率半径R 很大的平凸透镜，在透镜凸表面和玻璃板的平面之间便形成一厚度由零逐渐增大的空气薄层,以单色光垂直照射时， 在空气层上会形成一组以接触点O 为中心的中央疏、边缘密的圆环条纹，称为牛顿环。

它的形状与等倾圆条纹相同，但牛顿环内圈的干涉级次小，外圈的干涉级次大，恰与等倾圆条纹相反。

7.等倾干涉：光程差只与i 有关，干涉条纹是由入射角相同的光波形成的，设平板是绝对均匀的，折射率和厚度均为常数，则光程差只决定于入射光在平板上的入射角。

具有相同入射角的光经平板两表面反射所形成的反射光，在其相遇点上有相同的光程差。

凡入射角相同的光，形成同一干涉条纹。

通常把这种干涉称为等倾干涉。

由入射角相同的光形成的干涉条纹称为等倾条纹
8.等厚干涉：两支反射的相干光的光程差唯一的由d 确定，若d 相同，光程差也相同，干涉条纹与楔形板的厚度一一对应的。

干涉条纹是平板的等厚线，这种干涉就称为等厚干涉
9.分振幅干涉：分振幅法通常是利用透明薄板的第一、二表面对入射光的依次反射，将入射光的振幅分解为若干部分，当这些部分的光波相遇时将产生干涉
10.分波面干涉：分波面法是将一个波列的波面分成两部分或几部分，由这每一部分发出的波再相遇时，必然是相干的
11.光学“拍”：两个在同一方向上传播的振动方向相同，振幅相同而频率相差很小的单色光波叠加后出现光学拍现象。

12.干涉条纹对比度：设我们有干涉条纹，其最大光强是IM ，最小光强是Im 定义为干涉条纹的对比度。

又称为干涉条纹的可见度
m M m M I I I I V +-=
第四章
1.惠更斯-菲涅尔原理：在任意给定的时刻，任意波面上的点都起着次波波源的作用，它们各自发出球面次波，障碍物以外任意点上的光强分布，即为没有被阻挡的各个次波源发出的次波在该点相干叠加的结果。

2.菲涅尔半波带：以衍射考察面上的中心点P 为圆心，以d0加上半个波长的整数倍为半径，即以d0+λ/2、d0+λ/、d0+3λ/2…等为半径依次将波面划分为环带，在这些波带中，两个相邻带到P 点的光程差均为半波长。

这样的环带就称为菲涅尔半波带，也叫做菲涅尔波带
3.菲涅尔衍射：观察平面距衍射孔径的距离不同，所得到的衍射图样不同，K2、K3及其周围的范围内的衍射现象，称为近场衍射或菲涅尔衍射。

4.夫朗和费衍射：观察平面距衍射孔径的距离不同，所得到的衍射图样不同，较远处，如K4及更远处的衍射现象称为远场衍射或夫朗和费衍射
5.光栅的分辨本领：
条谱线的叠加使中心出现平顶，斯派罗认为，此时是刚好能够分辨这两条谱线。

若光栅所能分辨的最小波长差为δλ ，分辨本领就定义为： 如果用δθ'和δθ分别表示主亮纹的角宽度和角间距，则由瑞利判据确定的刚好可分辨的条件可表示为
光栅的分辨本领与光栅常数d 无关，而与光栅的总线数和衍射级次成正比
6.光学系统得到到分辨本领：因为光学系统的孔径几乎都是圆形的，所以形成的衍射图样都是夫琅和费圆孔衍射的图样。

光学系统由于孔径的衍射作用，将使分辨率受到一定的限制。

所谓分辨率，指的是光学系统能分辨开两个靠近的点物或物体细节的能力，它是光学成像系统的重要性能指标。

7.瑞利判据：两物点的衍射光斑，若其中一个的中央极大，恰与另一个的第一极小相重，则认为这两物点恰可分辨
8.巴比内定律：衍射孔和它的互补屏的夫郎和费衍射，在除了中心点F 之外的一切考察点上，复振幅的位相相差π，辐照度则完全相同。

/RP λδλ
=δθδθ
'=
第六章
1.e 光：振动面平行于自己的主平面的线偏振光
2.o 光：是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光
3.椭圆偏振光：o 光和e 光在晶体中传播的一段路程后，由于两支光的传播形成了光程差，所以在出射时它们就会有了位相差，如果能让它们在同一个方向传播，则它们就可以合成，从而形成椭圆偏振光
4.自然光：自然光可以看成是一切可能方位上振动的光波的总
5.部分偏振光：某一方向上的振动比其他方向上的振动占优势，这种光称为部分偏振光
6.线偏振光：当Dx Dy 二分量的相位差为： 椭圆方程退化为一条直线，称为线偏振光。

此时有
当m 为零或偶数时，光振动方向在Ⅰ、Ⅲ象限内；当m 为奇数时，光振动方向 在Ⅱ、Ⅳ象限内
7.圆偏振光：当正椭圆偏振光的Dx,Dy 振幅相等时，椭圆方程退化为圆方程，这时的偏振光就称为圆偏振光。

8.起偏器：将能够产生线偏振光的元件叫做偏振器，也叫做线偏器，它的重要用途就是将自然光变为振动方向平行于元件的主方向的线偏振光。

起这个作用的线偏器称为起偏器
9.检偏器：能够将自然光变成线偏振光的器件通常称为起偏器，而用于检验线偏振光的器件被称为检偏器 第七章
1.光的波粒二象性：光既表现出明显的波动性，又表现出勿容置疑的粒子性，这就是光的波粒二象性
2.光子的能量和动量公式：光子的能量ε为
光子的动量p 为
3.光电效应：物体受光照射后，一部分光能被物体吸收，另一部分转化为电子的动能，这些电子有可能逸出物体的表面，逸出的电子称为光电子，这类现象称为外光电效应，金属的外光电效应比较明显
4.爱因斯坦的光量子假说：爱因斯坦重新提出了光的微粒性质。

指出：光在传播过程中具有波动的特性，然而在光的发射与吸收过程中却具有类似粒子的性质。

光本身只能—份份发射，物体吸收光也是一份份地吸收，也就是发射或吸收的能量都是光的某一最小能量的整数倍。

这最小的一份能量称为光量子(简称光子)，光子的能量ε为：
5.光的波动性的三大基本现象：
6. m δπ=00y x x y D D D D =±h εν=//p mc h c h νλ===h εν=。