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光学复习 复习重点 [x] 相速度 [x] 偏振态 [x] 费马原理 [x] 横向放大率 [x] 薄透镜成像 [ ] 透镜组成像(做图法) [ ] 反射过程中的相移 [ ] 布鲁斯特角 [ ] 反射光与折射光的偏振态 [x] 全反射 [x] 相干条件 [x] 杨氏双缝干涉 [x] 时间、空间相干性 [x] 等倾干涉 [x] 等厚干涉 [ ] 迈克尔逊干涉仪 [ ] 多光束干涉 [x] 增反...

十一:光源 内容概述 黑体辐射 光电效应 波粒二象性 黑体辐射 室温下的铁是黑灰色,高温下是暗红色,极高温下是橙色 任何温度大于绝对零度的物体,都会发出热辐射(Thermal radiation),这是由带电粒子随机运动产生的 处于平衡状态的物体,能量吸收率等于释放率,高吸收伴随着高释放 基尔霍夫辐射定律 将一个物体置于一个等温真空室中,物体会吸收真空室中的热辐射,达到相同的温度(无...

十:各向异性 内容概述 光在各向异性的介质中的传播 偏振 双折射晶体 透过双折射晶体(比如方解石晶体),在某些角度只有一个像,在某些角度会有两个像 双折射 现象:一束光经过晶体后被分为了两束光 我们称之为o光和e光 o光:按折射定律传播的光 e光:不按折射定律传播的光 光轴:光束沿着光轴传播时,o光和e光不分开(这个方向两个折射率是相同的) 主截面:界面法线和光轴构成的平面 ...

八:傅立叶变换光学 内容概述 衍射系统的屏函数 夫朗禾费衍射的傅立叶频谱分析 阿贝成像原理和相衬显微镜 变换光学 前面几章,我们使用波的叠加来分析描述干涉衍射,而傅立叶变化光学中,我们使用光场变换的观点来看待干涉衍射 傅立叶光学的本质就是将复杂的光学现象切分为多个不同频率、不同取向的正弦光栅之和 傅立叶展开的本质是将复杂的函数切分为多个三角函数之和 屏函数 衍射屏左侧的空间叫照明空间...

七:衍射 内容概述 衍射(Diffraction),光在传播途中偏移直线传播,强度重新分布的过程 惠更斯-菲涅尔原理 定量分析衍射 统一衍射和直线传播 衍射 衍射是光在传播途中偏移直线传播,强度重新分布的过程 物体遮挡光线,就会产生阴影 在几何光学中,平行光只会被完全遮挡/完全不遮挡,因此阴影应该是清晰的 但现实中的平行光阴影是软阴影,其实就是发生了衍射 点、面光源的软阴影是由于光源由...

六:干涉 内容概述 干涉(Interference),光的叠加不满足线性叠加,证明了光的波性 干涉条件 干涉方法与装置 干涉仪 干涉 干涉让光学从线性光学变成非线性光学 线性光学 在几何光学中,我们认为光是独立传播的 光是一种横波,光在介质中传播会引起介质粒子振动,若独立传播成立,那么两束光的交叉区域,粒子的振动是两个振动的叠加,这就是叠加原理 光的叠加实际上是介质的性质(因为描述的是介...

四:几何光学 几何光学,也被称为射线光学(Ray optics),忽略光的波动性,以几何方法来研究光在均匀介质中的传播 基本定律 几何光学包含两个部分,一个是光学三定律,定性描述了几何光学中光的传递,一个是费马原理,定量计算了光的传播(通常为光学元件间近轴传播) 光学三定律 光在均匀介质中沿直线传播 光的反射、折射定律 反射角等于入射角 入射角与折射角的正弦值之比等于折射率之比(Snel...

二:波动光学 内容概述 简谐波(simple harmonic waves) 傅里叶变换(Fourier Transform) 波的物理量 数学基础 常用函数 三角函数 欧拉公式 $$ e^{\mathrm{i}x}=\cos x + \mathrm{i}\sin x $$ 三角函数的复数表示 $$ \sin z=\frac{e^{\mathrm{i}z}-e^{-\mathrm{i}z...

三:电磁波 内容概述 横波的性质(nature),强度(intensity),能量流动(energyflow) 偏振态(Polarization states),琼斯矩阵(Jones matrix/vector) 吸收(Absorption),色散(dispersion),折射率(refractive index) 微小粒子导致的散射(Scattering) 波 构成波的条件: 波源 ...

五:反射与折射 内容概述 光在单层各项同性表面的反射与折射 菲涅尔方程 全内反射 相位突变,布鲁斯特角 菲涅尔方程 菲涅尔方程 各项同性介质(Isotropic medium):折射率处处相同的材质 光密介质:折射率高的介质(这是一个相对概念) 光疏介质:折射率低的介质(这是一个相对概念) 在几何光学中的那些反射方程,只能得到入射光、反射光、折射光间的方向关系 而菲涅尔方程(Fresne...