09级波动光学复习提纲
由条纹宽度看出缝越窄（ a 越小），条纹分散的越开， 衍射现象越明显；反之，条纹向中央靠拢。当缝宽比波长 大很多时，形成单一的明条纹，这就是透镜所形成线光源 的象。显示了光的直线传播的性质。
三、干涉与衍射的本质
光的干涉与衍射一样，本质上都是光波相干叠加 的结果。一般来说，干涉是指有限个分立的光束的相 干叠加，衍射则是连续的无限个子波的相干叠加。干 涉强调的是不同光束相互影响而形成相长或相消的现 象；衍射强调的是光线偏离直线而进入阴影区域。
k=0,1,2,…
暗条纹：Δ=±(2k-1)
k=1,2,3,…
▪ 用波程差表示：
根据波程差与相位差的关系 Δ=2δ/λ
明条纹：δ=±kλ
k=0,1,2,…
暗条纹：δ=±(2k-1)λ/2 k=1,2,3,…
二、杨氏双缝干涉
1、干涉条纹的位置
（1）明条纹： xd k
D
中心位置：
x k D k 0,1,2
④入射光波长改变： 当λ增大时，Δx增大，条纹变疏； 当λ减小时，Δx减小，条纹变密。
（2）介质对干涉条纹的影响
①在S1后加透明介质薄膜，干涉条纹如何变化？
P
零级明纹上移至点P，屏上所有干涉条 纹同时向上平移。
移过条纹数目 Δk=(n-1)t/λ 条纹移动距离 OP=Δk·Δx
S1 r1
d S2
r2
大学物理学期末复习
波动光学
第十二章
波动光学
•光的干涉 •光的衍射 •光的偏振
光的干涉
一、光的干涉现象
1．什么是光的干涉现象 两束光的相遇区域形成稳定的、有强
有弱的光强的分布。
2．相干条件 ①振动方向相同 ②振动频率相同 ③相位相同或相位差保持恒定
3．明暗条纹条件
▪ 用相位差表示：
明条纹：Δ=±2k
x2
1
x1
f
x1 f tan 1 x2 f tan 2 sin tan
x
f
(tan 2
tan 1)
f ( 42 41 ) 0.008 m
b b b b
例：用波长为 = 5000A0的单色光垂直照射光栅，观 察到第二级、第三级明纹分别出现在sin = 0.40 ，第 四级缺级。计算:（1）光栅常数；（2）狭缝的最小 宽度；（3）列出全部条纹的级数。
差为零，所以这时零级明条纹只有上移才能使光程差为零。
依题意，S1缝盖上云母片后，零级明条纹由O点移动原来的
第九级明条纹位置P点，当x<<D时，S1发出的光可以近似看
作垂直通过云母片，光程增加为(n-1)b，从而有
P
(n-1)b=kλ 所以：
b = kλ/(n-1)
S1
r1
x
d
r2
O
= 9×5500×10-10/(1.58-1) S2
d
（2）暗条纹： xd (2k 1)
中心位置： D
2
x (2k 1) D k 1,2,3
（3）条纹间距：
2d
相邻明纹中心或相邻暗纹中心的距离称为条纹间距x D
2、干涉条纹的特点
d
双缝干涉条纹是与双缝平行的一组明暗相间彼此等间距的直条纹，上下对称。
3、讨论 x D
d
（1）波长及装置结构变化时干涉条纹的移动和变化
薄膜的厚度应该为
。
2n2d
2
k
(k
1 )
(1 1 ) 360
d 2 2
60nm
2n2
2 1.5
例：光的干涉、__光___的__衍___射____、__光___的__偏___振____
等现象说明光具有波动性，其中__光___的__偏___振____又
说明光是横波。
[例题]．如图所示，在折射率为1.50的 平板玻璃表面有一层厚度为300nm，折 射率为1.22的均匀透明油膜，用白光垂 直射向油膜，问：
x
O
若S2后加透明介质薄膜，干涉条纹下移。
[例1]、 求光波的波长
在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为0.60mm， 缝和屏相距1.50m，测得条纹宽度为1.50mm，求入 射光的波长。
解：由杨氏双缝干涉条纹间距公式 Δx = Dλ/ d
可以得到光波的波长为：λ=Δx·d / D
代入数据，得 λ= 1.50×10-3×0.60×10-3/1.50 = 6.00×10-7m = 600nm
r
e
2e
n22
n12 sin2
i
2
＝k2k
1
2
n1
C
k 1,2,3,, 明纹
k 0,1,2,暗纹
五、劈尖干涉 2d / 2 k
明纹中心
2d / 2 (2k 1) / 2
暗纹中心
k 0,1,2
例：以波长为 =360nm的红光从空气垂直入射到折
射率为n=1.5的透明薄膜上，要使反射光线得到增强，
解：（1）由光栅方程 (b b)sin k 得
(b b) k 2 5000 1010 m 2.5 106 m
sin
0.4
（2）又由光栅缺级方程 (b b) mb 得：
b (b b) 6.25 105 m 4
（3）由光栅方程 (b b)sin k 得：
k
b b
sin
2.5 106 1 5 107
光源 单缝K
1.衍射现象：
S
波在传播过程中遇到障碍
物，能够绕过障碍物的边
缘前进这种偏离直线传播
的现象称为衍射现象。
二、菲涅耳半波带法解释 单缝衍射
暗纹中心 a sin 2k / 2 a
k 1,2
明纹中心 a sin (2k 1) / 2
a
屏 幕
E
(b) b
A A1 θ
θ
A2
B λ λλ 2 22
k=1时 红 外
1 4n2d＝41.22 300 1464nm
k=2时 青色光 2 4n2d / 3＝41.22 300 / 3 488nm
显然k=0所产生对应的厚度 最小，即:
550
dmin 4n2 4 1.22 113nm
k=3时 紫 外
3 4n2d / 5＝41.22 300 / 5 293nm
衍射图样，此时中央明纹的宽度为 l ，若使单缝宽度
缩小为d/2,其他条件不变，则中央明纹的宽度变为 。
x 2 f / b
l 2 f
d
x1
2
f d
2
4
f d
2l
例：在单缝夫琅禾费衍射试验中，波长为 的单色光
入射到宽度为 2 2 的单缝上，对应于衍射角为 450
的方向，单缝处波阵面可分成的半波带的个数
2 2 1.22 300 / 2 366nm
2n2d k,
2n2d
k
k 1,2,3
故反射中红光产
生相长干涉。
(2)对于透射光，相干条件为： (3)由反射相消干涉条件为：
2n2d＋
2
k ,
k 1,2,3
2n2d
2k＋1
2
,
k 0,1,2,
4n2d 2k－1
2k 1
d 4n2
为
。
b sin 2 2 sin 450
N
4
2
2
例 波长为500 nm和520 nm的两种单色光同时垂直入射
在光栅常数为0.002 cm的光栅上，紧靠光栅后用焦距为
2 m的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第四级
谱线之间的距离。
解： (b b)sin ksin1 Nhomakorabea41
b b
sin
2
42
b b
5
90
可得级数： k 0, 1, 2, 3
光的偏振性 马吕斯定律
一、光的偏振性
1、自然光
各个方向上光振动振幅相同的光，称为自然光。
• •••••
2、线偏振光
3、部分偏振光
偏振光的表示法
部分偏振光的表示法
二、偏振片 起偏和检偏
三、马吕斯定律
I0
I
A
马吕斯定律的内容
强度为I0的偏振光，通过检偏器后，透射光的强 度为：
[例2] 、根据条纹移动求缝后所放介质片的厚度
当双缝干涉装置的一条狭缝后面盖上折射率为n=1.58
的云母片时，观察到屏幕上干涉条纹移动了9个条纹
间距，已知波长λ=5500A0，求云母片的厚度。
解：没有盖云母片时，零级明条纹在O点；当S1缝后盖上云 母片后，光线1的光程增大。由于零级明条纹所对应的光程
四、衍射光栅
光栅：由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成的光学元件。
1.光栅方程：(b b)sin k
2.光栅常量： (b b)
3.理论和实验证明：光栅的狭缝数越多，条纹越明 亮；光栅常量越小，条纹间距越大，条纹越细。
4. 光栅的缺级： (b b) mb
例：用单色光垂直照射宽度为的d的单缝，在屏上形成
I=I0 cos2α
（其中α为检偏器的偏振化方向与入射偏振光
的偏振化方向之间的夹角。）
例：使一光强为 I0 的平面偏振光先后通过两个偏振 片 P1 和 P2 . P1 和 P2 的偏振化方向与原入射光光矢量 振动方向的夹角是a 和 90 ，则通过这两个偏振片后 的光强 I是多少
解：根据马吕斯定律，可得通过P1以后的光强为：
①光源S位置改变： •S下移时，零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移； •S上 ，干涉条纹整体向下平移，条纹间距不变。
Δx=Dλ/d
②双缝间距d 改变：
•当d 增大时，Δx减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。 •当d 减小时，Δx增大，条纹变稀疏。
2009级华南理工大学物理II期末复习纲要1
2009级大学物理II 复习纲要本期考试比例：静电学：28分；电磁学：38分；近代物理：34分。
大学物理II 根据大纲对各知识点的要求以及总结历年考试的经验，现列出期末复习的纲要如下：1． 计算题可能覆盖范围a. 静电平衡及电势；b. 磁感应强度的计算及磁通量；c. 动生电动势的计算；d. 狭义相对论动力学问题；e.康普敦散射 2． 大学物理II 重要规律与知识点（一）静电学 电场强度、场强的叠加、电势叠加、电势与场强微分关系、静电场力的功、静电感应、真空及有电介质时的高斯定理、电通量、有电介质时的电场与电位移、电容、电场能量（二）电磁学 磁感应强度及其叠加、霍尔效应、磁力、有无磁介质时的安培环路定理、电磁感应、动生电动势的计算、感生电场、位移电流（三）近代物理 时间膨胀、尺度收缩、狭义相对论动力学问题、不确定关系、德布罗意波、氢原子光谱及能级、电离能、光电效应、康普敦效应、氢原子的量子力学处理、量子数、不相容原理、波函数性质计算题20. （本题10分） a. 静电平衡及电势；电荷以相同的面密度σ 分布在半径为r 1＝10 cm 和r 2＝20 cm 的两个同心球面上．设无限远处电势为零，球心处的电势为U 0＝300 V ． (1) 求电荷面密度σ．(2) 若要使球心处的电势也为零，外球面上电荷面密度应为多少，与原来的电荷相差多少？［电容率ε0＝8.85×10-12 C 2 /(N ·m 2)］20. 解：(1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+π=22110041r q r q U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π-ππ=22212104441r r r r σσε ()210r r +=εσ3分 2100r r U +=εσ＝8.85×10-9 C / m 2 2分(2) 设外球面上放电后电荷面密度为σ'，则应有()2101r r U σσε'+='= 0 即 σσ21r r -=' 2分 外球面上应变成带负电，共应放掉电荷 ()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π='-π='212222144r r r r q σσσ ()20021244r U r r r εσπ=+π=＝6.67×10-9 C 3分20．（本题10分）（1217）半径为R 1的导体球，带电荷q ，在它外面同心地罩一金属球壳，其内、外半径分别为R 2 = 2 R 1，R 3 = 3 R 1，今在距球心d = 4 R 1处放一电荷为Q 的点电荷，并将球壳接地(如图所示)，试求球壳上感生的总电荷．20. （本题10分）（1217）解：应用高斯定理可得导体球与球壳间的场强为()304/r r q E επ= (R 1＜r ＜R 2)1分设大地电势为零，则导体球心O 点电势为：⎰⎰π==212120d 4d R R R R r r qr E U ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛-π=210114R R q ε2分根据导体静电平衡条件和应用高斯定理可知，球壳内表面上感生电荷应为－q ． 设球壳外表面上感生电荷为Q'． 1分 以无穷远处为电势零点，根据电势叠加原理，导体球心O 处电势应为：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-'+π=1230041R q R q R Q d Q U ε 3分 假设大地与无穷远处等电势，则上述二种方式所得的O 点电势应相等，由此可得Q '=－3Q / 4 2分故导体壳上感生的总电荷应是－[( 3Q / 4) +q ] 1分 b. 磁感应强度的计算及磁通量；22．（本题10分）一根同轴线由半径为R 1的实心长金属导线和套在它外面的半径为R 3的同轴导体圆筒组成．R 1与R 2之间充满磁导率为μ的各向同性均匀非铁磁介质，R 2与R 3之间真空，如图．传导电流I 沿实心导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B 的分布．22. 解由安培环路定理∑⎰⋅=i I l Hd 2分 0< r <R 1区域： 212/2R Ir rH =π212R Ir H π=， 2102R Ir B π=μ 3分 R 1< r <R 2区域： I rH =π2r I H π=2， rI B π=2μ 2分 R 2< r <R 3区域 02IB rμ=π 2分r >R 3区域： H = 0，B = 0 1分22．（本题10分）图所示为两条穿过y 轴且垂直于x －y 平面的平行长直导线的正视图，两条导线皆通有电流I ，但方向相反，它们到x 轴的距离皆为a ．(1) 推导出x 轴上P 点处的磁感强度)(x B 的表达式. (2) 求P 点在x 轴上何处时，该点的B 取得最大值． 22．解：(1) 利用安培环路定理可求得1导线在P 点产生的磁感强度的大小为：rIB π=201μ2/1220)(12x a I+⋅π=μ 2分2导线在P 点产生的磁感强度的大小为： r I B π=202μ2/1220)(12x a I +⋅π=μ 2分 1B、2B 的方向如图所示． P 点总场 θθcos cos 2121B B B B B x x x +=+= 021=+=y y y B B B )()(220x a Iax B +π=μ，i x a Iax B)()(220+π=μ 3分(2) 当 0d )(d =x x B ，0d )(d 22=<xx B 时，B (x )最大． 由此可得：x = 0处，B 有最大值． 3分23.（本题10分）如图所示，一半径为r 2电荷线密度为λ的均匀带电圆环，里边有一半径为r 1总电阻为R 的导体环，两环共面同心(r 2 >> r 1)，当大环以变角速度ω =ω(t )绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流．其方向如何？解：大环中相当于有电流 2)(r t I λω⋅= 这电流在O 点处产生的磁感应强度大小λωμμ)(21)2/(020t r I B == 以逆时针方向为小环回路的正方向，210)(21r t π≈λωμΦ∴ t t r t i d )(d 21d d 210ωλμΦπ-=-=☜ tt R r R i id )(d 2210ωλμ⋅π-==☜ 方向：d ω(t ) /d t >0时，i 为负值，即i 为顺时针方向．21. （本题10分）已知载流圆线圈中心处的磁感强度为B 0，此圆线圈的磁矩与一边长为a 通过电流为I 的正方形线圈的磁矩之比为2∶1，求载流圆线圈的半径．c. 动生电动势的计算；21．（本题10分）（0314）载有电流I 的长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度 v平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压U M - U N ．21. （本题10分）（0314）解：动生电动势 ⎰⋅⨯=MNv l B MeN d )(☜ 为计算简单，可引入一条辅助线MN ，构成闭合回路MeNM , 闭合回路总电动势0=+=NM MeN ☜☜☜总MN NM MeN ☜☜☜=-= 2分x x I l B b a ba MNd 2d )(0⎰⎰⋅+-π-=⨯=μv v MN☜b a b a I -+π-=ln 20v μ负号表示MN ☜的方向与x 轴相反． 3分ba ba I MeN -+π-=ln20vμ☜ 方向N →M 2分 ba ba I U U MNN M -+π=-=-ln20v μ☜ 3分 24.（本题8分）两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b 的金属杆CD 与两导线共面且垂直，相对位置如图．CD 杆以速度v平行直线电流运动，求CD 杆中的感应电动势，并判断C 、D 两端哪端电势较高？ 24. (本题8分)a a bII CDv解：建立坐标(如图)则： 21B B B+= xIB π=201μ， )(202a x I B -π=μ xIa x IB π--π=2)(200μμ， B方向⊙d xx a x I x B d )11(2d 0--π==vv μ ⎰⎰--π==+x x a x I ba d )11(2d 202avμ ba b a I ++π=2)(2ln 20v μ 感应电动势方向为C →D ，D 端电势较高．23．（本题10分）如图所示，一根长为L 的金属细杆ab 绕竖直轴O 1O 2以角速度ω在水平面内旋转．O 1O 2在离细杆a 端L /5处．若已知地磁场在竖直方向的分量为B．求ab 两端间的电势差b a U U -． 23. 解：Ob 间的动生电动势： ⎰⎰=⋅⨯=5/405/401d d )v (L L lBl l B ωε 225016)54(21BL L B ωω== 4分 b 点电势高于O 点． Oa 间的动生电动势：⎰⎰⋅=⨯=5/05/02d d )v (L L l Bl l B ωε22501)51(21BL L B ωω== 4分a 点电势高于O 点． ∴ 22125016501BL BL U Ub a ωωεε-=-=-221035015BL BL ωω-=-= 2分 23．（本题10分）如图所示，一电荷线密度为λ的长直带电线(与一正方形线圈共面并与其一对边平行)以变速率v =v (t )沿着其长度方向运动，正方形线圈中的总电阻为R ，求t 时刻方形线圈中感应电流i (t )的大小(不计线圈自身的自感)．23．解:长直带电线运动相当于电流λ⋅=)(t I v ． 2分正方形线圈内的磁通量可如下求出0d d 2Ia x a xμφ=⋅π+ 2分2a x +d x 2a +b I I C DvxOxab00d ln 222axIa Ia a x μμφ==⋅π+π⎰2分 0d d ln 2d 2d i a It tμφε=-=π2ln d )(d 20t t av λμπ= 2分 0d ()()l n 22d it i t aR Rtεμλ==πv 2分 d. 狭义相对论动力学问题； 24．（本题5分）已知μ 子的静止能量为 105.7 MeV ，平均寿命为 2.2×10-8 s ．试求动能为 150 MeV 的μ 子的速度v 是多少？平均寿命τ 是多少？24. 解：据相对论动能公式 202c m mc E K -= 1分 得 )1)/(11(220--=c c m E K v 即419.11)/(11202==--cm E c Kv 解得 v = 0.91c 2分平均寿命为 821031.5)/(1-⨯=-=c v ττ s 2分PPt 例题 e.康普敦散射 PPt 例题2例。
波动光学介绍
d(sinϕ + sin30o ) = ±kλ (2)
当ϕ = 90
o
时
k+max = 5 k−max = −1
当ϕ = -90o 时
实际看到实际看到-1，0，1，3，5 五条光谱
1.一束平行单色光垂直入射在光栅上，当 一束平行单色光垂直入射在光栅上， 一束平行单色光垂直入射在光栅上 光栅常数 ( a+b ) 为下列情况 ( a 代表每条 缝的宽度) 缝的宽度 k = 3 、6 、9 等级次的主极大 均不出现？ 均不出现？ (A) a+b= 2a (C) a+b= 4a (B) a+b= 3a (D) a+b= 6a
由
d l
'
d λ = 2.44 f D
d /2 λ = ϕ0 = = 1.22 f D
恰能分辨 瑞利判据
物体与小孔间距
三、光栅衍射
x = f tgϕ
b a d
kλ
当 ϕ 角很小时
sin ϕ ≈ tgϕ ≈ ϕ
ϕ
o x
f
ϕ
P
由光栅方程
∆ = ( a + b) sin ϕ = ± kλ ( k = 0,1,2L) 加强
一、单缝夫琅禾费衍射 A ∆ C
a
ϕ
f
ϕ
L
o
x
B 单缝衍射方程
P
( k = 1,2L) 减弱
∆ = a sin ϕ =
2 λ ± 2k + 1） （ 2
± 2k
λ
( k = 1,2L) 加强
A ∆ C
a
ϕ
f
ϕ
o
x
P L x = ftgϕ ≈ f sin ϕ， ϕ角很小 kλf ± ( k = 1,2L) 暗纹 a x= λf ± 2k + 1） （ ( k = 1,2L) 明纹 2a 中央明纹 0
南理工光学工程物理光学复习提纲
11．圆孔夫琅和费衍射图样中心亮斑的角半径表达式。 11．圆孔夫琅和费衍射图样中心亮斑的角半径表达式。 12．光栅常数为d 缝宽为a 缝数为N 12．光栅常数为d、缝宽为a、缝数为N的光栅的夫琅 和费衍射场光强度分布式。 和费衍射场光强度分布式。 13．平行平板产生的多光束干涉场的强度表达式（ 13．平行平板产生的多光束干涉场的强度表达式（透 射或反射场）。 射或反射场）。 14．单轴晶体中e光波的折射率表达式。 14．单轴晶体中e光波的折射率表达式。 15．快轴沿X轴的1/4波片的琼斯矩阵。 1/4波片的琼斯矩阵 15．快轴沿X轴的1/4波片的琼斯矩阵。 16．振幅比为a:b的右（ a:b的右 16．振幅比为a:b的右（左）旋椭圆偏振光的琼斯矢 量。Leabharlann 物理光学复习提纲 物理光学
（1）熟练掌握光的电磁波表达形式和电磁场的复振幅 描述； 掌握光在介质分界面上的反射和折射， 描述 ； 掌握光在介质分界面上的反射和折射 ， 尤其是 正入射的情况；掌握光波的叠加原理与方法。 正入射的情况；掌握光波的叠加原理与方法。 （2）熟练掌握光程差概念以及对条纹的影响及基本的 等厚等倾干涉系统。掌握条纹定域和非定域的概念， 等厚等倾干涉系统。掌握条纹定域和非定域的概念， 条纹可见度概念及应用； 条纹可见度概念及应用；典型的多光束干涉系统以及 单层增透、减反膜的计算结论和实际应用。 单层增透、减反膜的计算结论和实际应用。 （3）熟练掌握夫朗和费衍射概念及典型的夫朗和费衍 射系统的计算； 掌握光栅的原理和计算； 射系统的计算 ； 掌握光栅的原理和计算 ； 衍射极限的 概念及在典型光学系统中的运用； 概念及在典型光学系统中的运用 ； 菲涅耳波带片的概 念和应用。 念和应用。
（4）熟练掌握平面电磁波在晶体中的传播过程及 寻常光、非常光各电磁分量之间的关系； 寻常光、非常光各电磁分量之间的关系；掌握惠更斯作 图法及应用；典型晶体器件的琼斯矩阵表示及其应用； 图法及应用；典型晶体器件的琼斯矩阵表示及其应用； 偏振光偏振态的分析与判断。 偏振光偏振态的分析与判断。
高中物理复习光学知识点经典总结
光学几何光学光的反射入射角等于反射角光路是可逆的光的频率（颜色）由光源决定，与介质无关光的折射介空介λλγ====sinC90sinsinsinnovCi光从一种介质进入另一种介质，频率不变由水面上看水下光源时，视深ndd/'=由水面下看水上物体时，视高ndd='全反射nc1sin=（C为临界角）条件：1.光密到光疏；2.入射角等于或大于临界角①②①光导纤维②全反射棱镜光的色散光密三棱镜：光线向底面偏折光疏三棱镜：光线向顶角偏折光的色散颜色n fλV C临E光子波动光学光的干涉双缝干涉λdlx=∆亮条纹δ=kλ暗条纹δ=)12(2-nλ红紫小大小大大小大小大小小大薄膜干涉肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光学器件增透膜、冷光灯光的衍射单缝衍射X射线结构示意图，E为灯丝电源。
在 K、A两电极间加上几万伏的直流高压,使射线管发出X射线小孔衍射小球衍射光的偏振光是一种横波无线电波红外线可见光紫外线X射线ν射线振荡电路中自由电子周期性运动原子外层电子受到激发产生原子内层电子受激发产生的原子核受激发产生光的本性电磁波麦克斯韦提出光在本质上是一种电磁波赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性V＝λf光的波粒二象性粒子性hvE=光电效应KE hv=－W种类产生主要性质应用举例康普顿效应石墨中的电子对x射线的散射现象红外线一切物体热效应遥感、遥控、加热原子跃迁时辐射或吸收的光子能量mEhv=-n E紫外线高温物体化学效应荧光、杀菌波动性干涉、衍射、多普勒效应、偏振都是波的特有现象X射线阴极射线射到固体表面强穿透性透视、金属探伤物质波德布罗意波任何运动物体都有与之对应的波长λ物质波：λ=h/p 电子衍射现象概率波光子在空间位置出现的概率以及运动的微观粒子在某点附近出现的概率由波动规律确定光波和物质波是概率波光谱连续光谱：炽热固液高压气体发光发射光谱[明线光谱]：稀薄气体或金属蒸气吸收光谱：光通过物质被吸收一部分形成的.。
大学物理第六章 波动光学(3)
178第6章 波动光学（Ⅲ）——光的偏振一．基本要求1．理解光的偏振的概念，光的五种偏振态的获得和检测方法； 2．掌握马吕斯定律及其应用；3．掌握反射光和折射光的偏振，掌握布儒斯特定律及其应用； 4．了解光的双折射现象；5．了解偏振光的应用。
二．内容提要和学习指导（一）光的五种偏振状态：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
（二）线偏振光的获得和检验 1．线偏振光的获得：①利用晶体的选择性吸收，可以制造偏振片。
偏振片可用作起偏器，也可用作检偏器。
②利用反射和折射偏振。
布儒斯特定律：自然光在两种介质的界面发生反射和折射时，一般情况下，反射光和折射光都是部分偏振光，在反射光中，垂直入射面的光振动较强，在折射光中，平行入射面的光振动较强。
当自然光以布儒斯特角121tan b i n -=入射（或/2i γπ'+=，或反射光线垂直于折射光线）时，反射光是线偏振光，其光振动垂直于入射面，此时折射光仍然是部分偏振光。
③利用晶体的双折射。
一束光射入各向异性介质时，折射光分成两束。
其中一束光遵守折射定律，称为寻常光（o 光）。
另一束光不遵守折射定律，称为非常光（e 光）。
o 光和e 光均是线偏振光。
o 光的振动方向垂直于o 光的主平面，e 光的振动方向在e 光的主平面内。
光线沿光轴方向入射时，o 光和e 光的传播速度相同。
在晶体内，o 光的子波波面为球面波，e 光的子波波面为旋转椭球面，利用惠更斯原理作图，可确定o 光和e 光的传播方向。
利用晶体的双折射现象，可以制造偏振棱镜和波片。
2．线偏振光的检验：①利用偏振片：由马吕斯定律可得，线偏振光经过检偏器后，出射光强I 与入射光强0I 的关系为：α20cos I I =，其中α是入射线偏振光偏振方向和偏振片通光方向的夹角。
②利用反射和折射偏振。
③利用偏振棱镜。
（三）圆偏振光或椭圆偏振光的获得和检验：线偏振光经过四分之一波片后出射的为椭圆偏振光，当平面偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴方向成450角时，出射的为圆偏振光。
波动光学总结[1]
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ξ
u
O B
.A .D . .
C
x
4. 一平面简谐波,沿 x 轴负方向传播,圆频率为 ω, 波速为 u .设 t =T/ 4 时刻的波形如图所示,则该波的 表达式为[ D ]
( A) y A cos( t x u). ( B) y A cos (t x u) 2.
(C) y A cos (t x u). ( D) y A cos (t x u) .
2,惠更斯原理作图法解释双折射现象
一.选择题
练习
1. 一质量为m的物体挂在劲度系数为k的轻弹簧下面, 振动角频率为.若把此弹簧分割成二等份,将物体m 挂在分割后的一根弹簧上,则振动角频率是
(A) 2 . (C) / 2 (B)
2
(D)/2.
[ B]
2. 若一平面简谐波的波动方程为 y 式中 A, B, C 为正值恒量,则[ C ] (A) 波速为 C . (C) 波长为 2π/ C .
dW 能量密度 w dV
1 T 1 平均能量密度: w wdt 2 A2 T 0 2 dW 能流P:单位时间内通过某一面积的能量. w dt 平均能流: 单位时间内通过的平均能量.
平均能流密度 (波的强度):单位时间内通过垂 直于波线单位面积的平均能量. dW 1 2 A2u I dtds 2 (三)机械波的反射和折射
o P f L 2
(1) 同心圆环:内疏外密 中心级次最高 i i (2)中心处: 膜厚每增加 e 2n
1 S 就冒出一个亮斑. i i D n A n > r C n B
e
干涉条纹
二,光的衍涉 光的衍射:光在传播过程中遇到障碍物能绕过障 碍物传播的现象. 惠-菲原理:波阵面上各点都可看成发射子波的波 源,衍射时波场中各点的强度由各子波 在该点的相干叠加决定 分类:
09级高频复习
09级高频复习第一篇：09级高频复习09级高频电子线路B 复习大纲知识点：第一章绪论掌握无线通信系统的基本组成第二章高频电路基础1、LC并联振荡回路的作用：选频滤波、阻抗变换2、品质因数Q与选择性，通频带之间的关系3、计算接入系数p“与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比”4、噪声系数的定义第三章高频谐振放大器1、高频小信号谐振放大器工作在甲类，稳定性方法：中和法失配法2、高频功率放大器原理和特性：A：集电极电流---余弦脉冲、基波和各次谐波为连续余弦波形B：三种工作状态：弱过压时效率最高，临界输出功率最大C：四个外部参数的变化对功放工作状态的影响，输出功率、效率如何改变3、馈电线路（串馈、并馈）电路改正。
4、LC阻抗变换：L型匹配网络习题：例题，3-9、3-12、3-13、3-16、3-18第四章正弦波振荡器1、起振条件（P106）、平衡条件(P105)，如何起振到平衡2、三点式振荡器A：电容（感）三点式，改进型振荡器：克拉泼，西勒B：交流等效电路、计算频率、反馈系数、最小电压增益等3、石英晶体振荡器（频率稳定度高），串联和并联石英晶体振荡器习题：4-2、4-4、4-8、4-10第五章振幅调制、解调及混频1、振幅调制：AM、DSB、SSB信号在时域、频域中的特点已知频谱会写调幅波表达式、最值，m、B、各频率分量的功率等2、调幅信号的解调：计算传输系数、写出检波器输出信号的表达式，检验两种失真3、混频：混频器干扰种类、会解释现象，并分析干扰的类型4、都是频谱的线性搬移，二极管调制电路中开关函数推导5、变频跨导的计算。
6、二极管平衡调制电路。
习题：6-2、6-14、6-15、6-19、6-27第六章角度调制与解调1、FM、PM（两者比较）：频谱的非线性搬移A：频谱结构：调制信号----积分-----对载波调相-----调频波调制信号-----微分-----对载波调频-----调相波 B：计算调频指数mf、最大频偏 fm、信号带宽Bs、平均功率等2、调频方法，调相方法（7.2节）3、变容二极管直接调频电路4、鉴频方法5、鉴频跨导习题：7-1、7-4、7-15、7-17第二篇：级上册语文第六单元复习三年级上册语文第六单元复习一、课文理解：本组课文是围绕着“壮丽的祖国山河”这个专题编写的。
第14章-波动光学
39
14-6 单缝衍射
二 光强分布
bsin 2k k
b sin
(2k
2 1)
2
干涉相消（暗纹） 干涉加强（明纹）
I
3 2
bb b
o 2 3 sin
bbb
40
14-6 单缝衍射
S
L1 R
b
L2
Px
x
O
f
I
当 较小时，sin
x f
3 2 o 2 3 sin
b
b
栅）；偏振
1
第十四章 波动光学
14-1 相干光 14-2 杨氏双缝干涉 光程 14-3 薄膜干涉 14-4 迈克尔逊干涉仪 14-5 光的衍射 14-6 单缝衍射 14-7 圆孔衍射
光学仪器的分辨本领
14-8 衍射光栅 14-9 光的偏振性 马吕斯定律 14-10 反射光和折射光的偏振 *14-11 双折射现象 *14-12 旋光现象 14-13 小结 14-14 例题选讲
1）劈尖 d 0
Δ 为暗纹.
2
(k 1) （明纹）
d 2 2n k 2n （暗纹）
25
14-3 薄膜干涉
2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差
di1
di
2n
n
2
3）条纹间距（明纹或暗纹）
D L n 2
b
b D n L L
2n
2b 2nb
b
n1 n
L
n n / 2 D
n1
b 劈尖干涉
b
b
b
b
3 f 2 f f
bbb
f b
2 f b
3 f b
x
41
14-6 单缝衍射
物理光学复习提纲
物理光学复习提纲第10章1、麦克斯韦方程组的微分形式及其物理意义2、平面电磁波的波动形式：沿空间任意方向传播的平面波动公式，幅偏振的概念、波矢量的概念3、平面电磁波的性质及其图解（平面电磁波中E、H、S、K的方向）4、光强的概念、光强于振幅的关系5、非涅尔公式的物理意义、S波河P波6、不同条件下光波叠加结果与相关现象（两束光想干后的合成光强、驻波产生的条件与特点、偏振光的偏振态）第11章1、光的相干条件（基本与补充）2、获得相干光的两种方法及其具体途径3、杨氏干涉光强分布与条纹特征、白光干涉4、影响干涉条纹可见度的因素及相关概念（可见度、光源临界宽度、相干时间与相干长度、光的时间相干性和空间相干性）5、平行平板与楔形平板双光束干涉的对比分析：光程差计算、条纹特性、应用6、迈克尔逊干涉仪的工作原理及其应用7、F-P干涉的工作原理、分辨本领8、利用干涉原理设计光学测量系统第12章1、复振幅透过函数2、典型孔径（矩孔、单缝、圆孔）的夫琅和费衍射：衍射装置、分析方法、衍射图样的特征、爱里斑半径3、多缝（含双缝）的夫琅和费衍射：衍射装置、分析方法、衍射图样的特征、缺级、单缝衍射因子、多光束干涉因子4、衍射光栅：光栅结构与光栅常数、光栅方程的物理意义、分辨本领第13章1、复振幅表达式，空间频率概念（方向性）2、透镜对光波（波面）的相位调制作用、成像特性3、光学信息处理中使用的空间滤波器的结构示意图4、双透镜系统（即4F系统）的原理示意图：三个面及两个透镜的作用、获得准确傅里叶变换的条件、二次衍射理论第14章1、光的横波性、三种偏振光的概念与特征2、用布儒斯特反射法产生偏振光3、双折射现象及其产生原因、O光和E光的含义与特点4、波片的工作原理、几种常见波片的特点与作用（重点掌握λ/4片）、光通过玻片后产生的相位差。
大物习题答案第6章 波动光学
第6章波动光学6.1基本要求1．理解相干光的条件及获得相干光的方法.2．掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系，了解半波损失，掌握半波损失对薄膜干涉极大值和极小值条件的影响。
3．能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置4．了解迈克耳孙干涉仪的工作原理5．了解惠更斯－菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释.6．了解用波带法来分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响.7．了解衍射对光学仪器分辨率的影响.8．掌握光栅方程，会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响.9．理解自然光与偏振光的区别.10．理解布儒斯特定律和马吕斯定律.11．了解线偏振光的获得方法和检验方法.6.2基本概念1．相干光若两束光的光矢量满足频率相同、振动方向相同以及在相遇点上相位差保持恒定，则这两束光为相干光。
能够发出相干光的光源称为相干光源。
2．光程光程是在光通过介质中某一路程的相等时间内，光在真空中通过的距离。
若介质的折射率为n，光在介质中通过的距离为L，则光程为nL。
薄透镜不引起附加光程差。
光程差∆与相位差ϕ∆的关系2πϕλ∆=∆。
3．半波损失光在两种介质表面反射时相位发生突变的现象。
当光从光疏介质（折射率较小的介质）射向光密介质（折射率较大的介质）时，反射光的相位较之入射光的相位跃变了π，相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的光程差，所以称为半波损失。
4．杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉实验是利用波阵面分割法来获得相干光的。
用单色平行光照射一窄缝S ，窄缝相当于一个线光源。
S 后放有与其平行且对称的两狭缝S 1和S 2，两缝之间的距离很小。
两狭缝处在S 发出光波的同一波阵面上，构成一对初相位相同的等强度的相干光源，在双缝的后面放一个观察屏，可以在屏幕上观察到明暗相间的对称的干涉条纹，这些条纹都与狭缝平行，条纹间的距离相等。
5．薄膜干涉薄膜干涉是利用分振幅法来获得相干光的。