光学公式

其波程差为（如图）对屏上任意点发出的光对称，、从,21PSS12rr...2,1,0212...3,2,1,0kλ)k(kkλDxd暗纹亮纹S1S2dD1r2rrXOdDPCxn=1亮条纹的位置：...3,2,1,0kdDkx同理可得暗纹位置：...3,2,1,02)12(kdDkxS1S2dD1r2rrXOdDPCxXI-1级暗纹2级暗纹1级暗纹-2级暗纹1级明纹0级明纹-1级明纹2级明纹-2级明纹或暗纹）间距相邻亮纹(dDxxxkk1等间距屏上图样半波损失：1.当光从光疏媒质进入光密媒质时，（从折射率n小的媒质进入折射率n大的媒质）有“半波损失”,在介质的界面上入射光与反射光相位相反。2.当光从光密媒质进入光疏媒质时，（从折射率n大的媒质进入折射率n小的媒质）没有“半波损失”,在介质的界面上入射光与反射光相位相同。3.透射光不存在半波损失)pathoptical一、光程（nrL定义光程：其相位差为2为光程差2sin22222112innd...2,1,0212...3,2,1,02sin2122212kλ)k(kkλinnd暗纹亮纹红色虚线框表示可能存在也可能不存在02（当n1n2n3或n1n2n3）（当n1n2n3或n1n2n3）2薄膜的上下表面反射的两光之间的光程差为adn1n2n3BCiAD1b2bbra02（当n1n2n3或n1n2n3）（当n1n2n3或n1n2n3）220,1,2,3...22210,1,2...2kλkdnλ(k)k亮纹暗纹垂直入射，薄膜的上下表面反射的两光之间的光程差及亮暗纹条件为adn1n2n3BCiAD1b2bbra一、等厚干涉，尖劈薄膜的干涉入射角i固定（一般取i=0),e变，厚度相同的地方出现相同的干涉状态，等厚干涉。n1n2n3Sd22dn20(n1n2n3,n1n2n3)(n1n2n3,n1n2n3)10-7-2等厚干涉劈尖221,2,3222210,1,22kkndkk明纹暗纹,0)di交棱上，20(n1n2n3,n1n2n3)(n1n2n3,n1n2n3)暗纹明纹221,2,3222210,1,22kkndkk明纹暗纹n1n2n3S22dn20(n1n2n3,n1n2n3)(n1n2n3,n1n2n3)ii）相邻明（暗）纹之间厚度差相邻明纹厚度差相邻暗纹厚度差212ndddkk22nd明纹与暗纹（相邻）之间厚度差24nn1n2n3Sd尖劈夹角很小sintaneLlnlddkk212sin且2sin2LeLnldk+1dklLe（2）测细丝直径（纸张的厚度）krRORO’kdkrkdk22明纹…(1){2/)12(22kdk暗纹…(2)Rrdkk22kr{2)12(RkkR.3.2.1.k.3.2.1.0k明环暗环牛顿环的半径rk公式讨论：kr中心为暗纹点，,2,00)rdiii)相邻明纹距离m=1112(kkkkRRrrrrrr随增大变小，中心疏，边缘密）krRORO’kdiii）kr10-7-5增透膜与增反膜22dn)122k（反射光减弱条件玻璃n3=1.55氟化镁膜n2=1.38空气n1=1.d1、增透膜。如在光学仪器（玻璃）表面上镀一层膜（如氟化镁），由于n1n2n3,设光线垂直入射，则膜上下表面光程差为2、高反膜d1d2d3n0=1n1=2.32n2=1.38n3=2.32n4=1.50,.......22,22,22332211ndndndk由反射干涉加强条件，ESM1M2G1G2L当M2移动半个波长时光程差改变一个波长视场中将看到一条条纹移过。2/当视场中看到N个条纹移过时，M2平移的距离为：2NdaABCBC=aSinθP5一级明纹中央明纹一级暗纹二级暗纹二级明纹P0sina单缝衍射明暗纹公式02)12(kkk22非以上值：中央明纹中心明纹中心暗纹有光强，但比明纹中心低...3.2.1k...3.2.1k-一级明纹-一级暗纹-二级暗纹-二级明纹0k注意：角宽度为a2210中央明纹线宽度为aafffx22tg2110A.中央明纹宽度λΔxI0x1x2衍射屏透镜观测屏Δx0f1011sina1()kkfklfa级明纹宽是中央明纹宽度的一半Ir爱里斑的半角宽度和圆孔直径d的关系：111sin1.22/d或：d=2R1“爱里斑”dr圆孔夫朗和费衍射爱里斑边缘和中心对透镜中心的张角称半角宽度由于圆孔的限制，点物不再得到点像，而得到一个衍射图样分布。瑞利（Reyleigh）准则：如果一个物点的衍射图样中的中央最亮处，恰好与另一个物点衍射图样中的第一个暗环重合，我们说这两点源恰好被这光学仪器所分辨。称之为最小分辨角011.22d0满足瑞利判据条件的两物点对透镜中心所张的角度S1S20Id为光学仪器的直径定义：光学仪器分辨率011.22dR两物点对透镜中心张角大于或等于最小分辩角，可分辩平面透射光栅－等宽等间距的平行狭缝a--表示透光部分宽度b--表示不透光部分宽度定义：光栅常数d=a+b数量级：10-5--10-6msinsin)(dbaBC从相邻单缝对应点射出的平行光依次相差相同的光程BC或相同的相位差BC2(2)在衍射角方向abdBC明纹公式--光栅方程...3,2,1,0k光栅方程-光栅衍射明纹（主极大）的必要条件kbasin)(（主极大）可以证明；在两主极大（明纹）之间有N-1个暗纹，N-2个次极大（光强远小于主极大）。N很大时，两主极大之间实际上是一片暗区。)3(''adkabakk...3,2,1'k缺级公式：为光栅衍射的主极大条件....3,2,1k....2,1,0sin)(kabakkkba取整数）屏上可观察最高级项(,2maxbak缺级缺级I1245-1-2-4-5C）当白色光入射光栅时，将产生彩色的衍射光谱。从中央到两侧将出现由紫到红的光谱。二.非连续光谱1级光谱2级光谱-1级光谱-2级光谱中央明纹3级光谱-3级光谱1级光谱2级光谱-1级光谱-2级光谱中央明纹一.连续光谱1）线偏振光：光矢量E只限于垂直于传播方向的某一确定平面内的光（又称为平面偏振光）。表示：或平行于纸面振动振动面—光矢量(振动方向)与传播方向所构成的平面表示：垂直于纸面振动表示：3）部分偏振光表示：2）自然光－在垂直于传播方向的任意两正交方向光矢量的平均值相等。二）偏振片及其起偏检偏1）何谓偏振片透明玻璃片涂有金鸡纳霜或碧硒（电气石）等材料的簿膜自然光偏振光偏振化方向仅让竖直振动方向的光波通过的偏振膜。吸收了水平方向的光振动只有光矢量在偏振化方向的分量才可以通过偏振片马吕斯定律：强度为I0的线偏振光透过偏振片后强度变为I=I0cos2。（为入射的偏振光的振动方向与偏振片偏振化方向间的夹角。）EE//0EI=I0cos2线偏振光通过偏振片后I01.光强改变2.仍然为线偏振光,但振动方向改变α角度.200EI一）反射和折射光中的偏振现象1、反射光中垂直振动强于平行的振动；2、折射光中平行的振动强于垂直振动；3、反射光折射光偏振化的程度随入射角的不同而不同。它们都是部分偏振光.in2n1irPolarizationofreflectionandrefraction.Brewster’slaw二）布儒斯特定律（1812年）当入射角等于一特定角时，使之满足：0ii20211tanninn时，反射光只有垂直于入射面的振动,变为线偏振光.这个特定的角称为布儒斯特角；此时折射光仍为部分偏振光；入射角为起偏振角时，反射光与折射光互相垂直。n2n10i0r注意：