大学物理光学

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大学物理光学总结(二)2024

大学物理光学总结(二)2024

大学物理光学总结(二)引言概述:光学是物理学中一个重要的分支,研究光的传播、成像以及光与物质的相互作用等问题。

本文将从五个重要的大点出发,对大学物理光学的相关内容进行总结与分析,为读者提供一个快速了解光学的途径。

正文:1. 光的干涉和衍射1.1 光的干涉现象1.1.1 杨氏实验1.1.2 干涉条纹的产生原理1.1.3 干涉的条件和分类1.2 光的衍射现象1.2.1 菲涅尔衍射和菲涅耳衍射公式1.2.2 高斯衍射公式1.2.3 衍射的条件和分类2. 光的偏振与散射2.1 光的偏振现象2.1.1 偏振光的产生与检测2.1.2 光的偏振态和偏振光的超精细结构2.1.3 光的偏振与光的传播方向2.2 光的散射现象2.2.1 雷利散射和米氏散射2.2.2 瑞利散射公式和米氏散射公式2.2.3 光的散射与物质的介电性质3. 光的色散与光的成像3.1 光的色散现象3.1.1 光的折射定律3.1.2 不同介质中的光速和折射率3.1.3 瑞利公式和阿贝尔公式3.2 光的成像现象3.2.1 薄透镜成像的基本原理3.2.2 薄透镜成像的光学公式3.2.3 光的几何光学成像和实际成像的区别4. 光的波动和相干性4.1 光的波动现象4.1.1 光的起源和光的波动理论4.1.2 光的波动性质和波动光的衍射4.1.3 光的波动与光的电磁理论4.2 光的相干性现象4.2.1 相干的条件与相干光的特点4.2.2 干涉仪器与相干的应用4.2.3 光的相干性与光的相长相消干涉5. 光的光学仪器与光的应用5.1 光谱仪及其应用5.1.1 分光器的原理和结构5.1.2 分光光度计和光谱仪的构成5.1.3 火焰光谱法和原子吸收光谱法5.2 光的干涉仪器与应用5.2.1 迈克尔逊干涉仪和弗洛姆干涉仪5.2.2 干涉仪的干涉条纹和精密测量的应用5.2.3 波段干涉仪和干涉滤波器的原理与应用总结:本文从干涉和衍射、偏振与散射、色散与成像、波动与相干性以及光学仪器与应用等五个大点,对大学物理光学的相关知识进行了概要总结。

大学物理_物理光学(二)

大学物理_物理光学(二)

大学物理_物理光学(二)引言概述:物理光学是大学物理课程中的一门重要分支,研究光的传播、干涉、衍射、偏振等现象,深入探讨光的波动性质。

本文将从五个大点出发,分别阐述物理光学的相关理论和实践应用。

1. 光的干涉现象:- 介绍光的干涉现象,包括两束光的干涉、干涉条纹的形成等。

- 讨论干涉的条件和原理,如杨氏双缝实验、牛顿环实验等。

- 解析干涉的应用,例如干涉仪的工作原理和干涉测量技术。

2. 光的衍射现象:- 解释光的衍射现象,包括单缝衍射、双缝衍射等。

- 探讨衍射的内容和原理,如惠更斯-菲涅尔原理等。

- 探索衍射的应用,例如衍射光栅的工作原理和衍射光谱仪的使用方法等。

3. 光和波的偏振:- 介绍光和波的偏振现象,以及光的偏振方式。

- 阐述偏振光的性质和产生机制,如马吕斯定律等。

- 探讨偏振光的应用,例如偏振片的使用和偏光显微镜的工作原理等。

4. 光的相干性和激光:- 讲解光的相干性,如相干长度和相干时间等概念。

- 探讨激光,包括激光的产生原理和特性,如激光的单色性和定向性等。

- 分析激光的应用,例如激光器的工作原理和激光在通信和医学领域的应用等。

5. 光的散射和色散:- 介绍光的散射现象,如瑞利散射和弗伦耳散射等。

- 阐述色散现象,包括光的色散和物质的色散。

- 探讨散射和色散的应用,例如大气散射对天空颜色的影响和光谱分析等。

总结:物理光学是探究光波动性质的重要学科,它涉及光的干涉、衍射、偏振、相干性、激光、散射和色散等多个方面。

本文通过概述以上五个大点,详细介绍了物理光学的相关理论和实践应用,希望能够对读者对物理光学理解有所助益。

《大学物理》第十二章 光学

《大学物理》第十二章  光学
位置 (提示:作为洛埃镜干涉分析)
h
结束 返回
解:
=a
acos2
+
2
=
2asin2
=
2
asin =h
sin =4h
a 2
h
结束 返回
12-5 一平面单色光波垂直照射在厚度 均匀的薄油膜上,油 膜 覆盖在玻璃板上, 所用 单色光的波长可以连续变化,观察到 500nm与700nm这两个波长的光在反射 中消失,油的折射率为 1.30,玻璃的折射 率为1.50。试求油膜的厚度 。
第二级明纹的宽度为
Δx
´=
Δx 2
=2.73 (mm)
结束 返回
12-15 一单色平行光束垂直照射在宽 为 1.0mm 的单缝上,在缝后放一焦距为 20m的会其透镜,已知位于透镜焦面处的 屏幕上的中央明条纹宽度为2.5mm。求入 射光波长。
结束 返回
解:
=
aΔx 2D
=
1.0×2.5 2×2.0×103
sinj
=
k (a+b)
sin =0.1786k-0.5000
在 -900 < j < 900 间,
对应的光强极大的角位置列表如下:
k
sinj j
k
sinj j
0
-0.500 -300
1
2
-0.3232 -0.1464
-18051’ -8025’
3
4
0.0304 0.2072
1045’ 11057’
结束 返回
12-22 一光栅,宽为2.0cm,共有
6000条缝。如用钠光(589.3nm)垂直入射,
中央明纹的位置? 共有几级?如钠光与光

大学物理光学部分总结

大学物理光学部分总结
两束相干光波在空间相遇时,会 在某些位置产生加强,在某些位 置产生减弱的干涉现象。
薄膜干涉
光波在薄膜表面反射和透射时产 生的干涉现象,常用于增反膜和 增透膜的设计。
光的衍射现象
单缝衍射
光波通过一个狭窄的缝隙时,会在屏 上产生明暗相间的衍射条纹。
圆孔衍射
光波通过一个圆孔时,会在屏上产生 明亮的中心和逐渐减弱的衍射条纹。
吸收光谱
物质对不同波长的光的吸收程度 不同,形成了物质的吸收光谱。 通过对吸收光谱的分析,可以了 解物质的组成和性质。
吸收系数
物质对光的吸收能力可以用吸收 系数来表示,吸收系数越大,表 示物质对光的吸收能力越强。
光散射
光的散射现象
当光通过物质时,由于物质中微粒的散射作用,光发生散射现象,散射光的强度和方向 与入射光的波长、微粒的大小和形状有关。
3
光的相干性
同频率、同方向、同相位的光波具有相干性。
光的传播
反射定律
光在平滑界面上按特定角度反射 。
折射定律
光在不同介质间传播时,传播方向 发生变化。
光速
光在真空中的速度是一个恒定的值 ,不随光源或观察者的运动而改变 。
光的干涉
干涉现象
两束或多束相干光波在空间某一点叠加,产生明 暗相间的干涉条纹。
光与物质相互作用时,光作为粒子,其能量与物质中的电子相互作 用,引起电子的跃迁和能级变化,从而改变物质的状态。
光的波粒二象性
光既具有波动性又具有粒子性,在光与物质相互作用时,表现出不同 的性质和效果。
光吸收
光的吸收定律
当光通过物质时,物质吸收光能 并转化为热能或其他形式的能量 ,光的强度随传播距离的增加而 逐渐减弱。
光的偏振现象

大学物理光学

大学物理光学

3、普通光源获得相干光的途径 思路: 同出一源,分开再合
同一发光 原子的同 一次发光
单缝 双缝 屏
三、光程与光程差
1、光程 定义 L=nr为光程。 2、光程差( )与相差( △ )的关系 P n r n r n1 r1 S1 易知:两光波传至P点 同相相 r2 干光源 的相差为 2 n2 S2

可将缝分为两个半波带。 时,
1 2 1′ 2′
f2

光线1(2…)与1 ′(2 ′…)在P点 的光程差为/2,
/2
∴两半波带发的光在P处 干涉相消形成暗纹中心。
▲当 a sin
B a A

3 2


/2
时,可将缝分成三个半波带。 其中两个相邻的半波带发的 光在P处干涉相消,剩一个半 波带发的光在P处合成。 ∴P处为明纹中心。
0 0 0 0
合振动:
E E 0 cos( t 0 )
令 2 1
0
0
合振幅
E0
E 1 E 2 2 E 1 E 2 cos
2 2
0 0 0 0
又:光的强度
I E0
2
定义: 相对光强 I E0 对相干光的叠加: ▲ 相长干涉(明) ▲相消干涉(暗)
e=0(中心)为零级暗纹(暗斑)。
r R (R e) 2R e e
2 2 2 2
R e e 2 Re
2

r
2 Re
⊥入射
R>>e
r
(k
1 2
) R / n 2 , k 1,2 明
kR / n 2 , k 0 ,1 暗

大学物理光学知识点

大学物理光学知识点

大学物理光学知识点大学物理光学知识点1大学物理光学知识点光学包括两大部分内容:几何光学和物理光学。

几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础,研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科。

1、基本概念光源发光的物体。

分两大类:点光源和扩展光源。

点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合。

光线——表示光传播方向的几何线。

光束通过一定面积的一束光线。

它是温过一定截面光线的集合。

光速——光传播的速度。

光在真空中速度。

恒为C=3某108m/s。

丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。

法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。

实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。

本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区。

半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域。

2、基本规律(1)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。

小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。

(3)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。

(4)光的折射定律折射线、人射线、法织共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数。

介质的折射串n=sini/sinr=c/v。

全反射条件:①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。

(5)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射。

3、常用光学器件及其光学特性(1)平面镜点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束。

能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。

《大学物理光学》PPT课件

《大学物理光学》PPT课件

3
光学仪器的发展趋势 随着光学技术的不断发展,光学仪器正朝着高精 度、高灵敏度、高分辨率和自动化等方向发展。
03
波动光学基础
Chapter
波动方程与波动性质
波动方程
描述光波在空间中传播的数学模型,包括振幅、频率、波长等参现象,是波动光学的基础。
偏振现象及其产生条件
干涉仪和衍射仪使用方法
干涉仪使用方法
通过分束器将光源发出的光波分成两束,再经过反射镜反射后汇聚到一点,形成干涉图样。通过调整反射镜的位 置和角度,可以观察不同干涉现象。
衍射仪使用方法
将光源发出的光波通过衍射光栅或单缝等衍射元件,观察衍射现象。通过调整光源位置、衍射元件参数等,可以 研究光的衍射规律。
光的反射与折射现象
光的反射
光在两种介质的分界面上改变传播方向又返回原来 介质中的现象。反射定律:反射光线、入射光线和 法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线 两侧,反射角等于入射角。
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生 改变的现象。折射定律:折射光线、入射光线和法 线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两 侧,折射角与入射角的正弦之比等于两种介质的折 射率之比。
了解干涉条纹的形成和特点。
衍射光栅测量光谱线宽度
03
使用衍射光栅测量光谱线的宽度,掌握衍射光栅的工作原理和
测量方法。
量子光学实验项目注意事项
单光子源的制备与检测 了解单光子源的概念、制备方法及其检测原理,注意实验 过程中的光源稳定性、探测器效率等因素对实验结果的影 响。
量子纠缠态的制备与观测 熟悉量子纠缠态的基本概念和制备方法,掌握纠缠态的观 测和度量方法,注意实验中的环境噪声、探测器暗计数等 因素对纠缠态的影响。

大学物理教案光学

大学物理教案光学

课程名称:大学物理光学授课对象:大学物理专业学生授课学时:2学时教学目标:1. 理解光学的基本概念和原理,包括光的波动性、光的干涉、衍射、偏振等。

2. 掌握光学实验的基本方法和技能,能够运用光学知识解决实际问题。

3. 培养学生的科学思维和实验操作能力,提高学生的创新意识和团队协作能力。

教学内容:一、光的波动性1. 光的波动理论概述2. 光的干涉现象3. 光的衍射现象4. 光的偏振现象二、光学实验基本技能1. 光学仪器的基本操作2. 光学实验的基本方法3. 光学实验数据采集与处理教学过程:第一课时一、导入1. 通过生活中的光学现象引入光学概念。

2. 介绍光学在科学技术和生活中的重要性。

二、讲解光的波动性1. 讲解光的波动理论,包括光的电磁波本质、频率和波长等概念。

2. 通过实验演示光的干涉现象,如双缝干涉实验。

3. 讲解光的衍射现象,如单缝衍射实验。

4. 讲解光的偏振现象,如偏振片实验。

三、光学实验基本技能1. 介绍光学仪器的基本操作,如望远镜、显微镜等。

2. 讲解光学实验的基本方法,如光路调节、光强测量等。

3. 强调实验数据采集与处理的重要性。

第二课时一、复习上节课内容1. 复习光的波动性相关概念。

2. 回顾光的干涉、衍射、偏振现象。

二、讲解光学实验案例1. 通过实际案例,如光纤通信、激光技术等,展示光学在科学技术中的应用。

2. 分析案例中的光学原理和实验方法。

三、实验操作演示1. 演示光学实验的基本操作,如光路调节、光强测量等。

2. 引导学生进行实验操作,培养动手能力。

四、总结与作业1. 总结本节课所学内容,强调光学在科学技术和生活中的重要性。

2. 布置作业,要求学生撰写一篇关于光学实验的实验报告。

教学评价:1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的提问、讨论和实验操作情况。

2. 实验报告:评估学生的实验操作技能和数据分析能力。

3. 期末考试:通过笔试和实验操作考试,检验学生对光学知识的掌握程度。

备注:本教案可根据实际情况进行调整和补充。

大学物理光学与波动

大学物理光学与波动

大学物理光学与波动在大学物理课程中,光学与波动是一个重要的研究领域。

光学研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象,而波动研究波的特性和传播规律。

本文将从不同角度探讨大学物理中的光学与波动。

一、光的传播与光速度光的传播是指光在真空和介质中的传播过程。

根据光的波动理论,光是一种经典电磁波,具有特定的波长和频率。

光的传播速度通常用光速来表示,即299,792,458米每秒。

光速的确定为物理学提供了一个重要的基准,也被用来定义其他基本物理量(如电磁学中的电磁波速度)。

二、光的反射和折射光的反射是指光从一个介质界面上的入射角等于反射角的现象。

根据斯涅尔定律,光在两个介质交界处发生折射时,入射角、折射角和两个介质的折射率之间存在一个数学关系。

这个关系可以用来解释光在水中折射时出现的折射现象。

三、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成明暗相间的干涉条纹的现象。

光的干涉现象可以通过杨氏实验来观察和解释。

光的干涉现象在光学中具有重要应用,如干涉仪、薄膜干涉等。

光的衍射则是指光通过一个或多个小孔或尺寸比光的波长大得多的孔径时,光波发生弯曲和重新扩散的现象。

衍射现象可以用夫琅禾费衍射公式来计算和描述。

四、光的偏振与波片偏振光是指只在一个特定方向上振动的光。

偏振光的特点是具有固定的振动方向,可以通过使用波片(如偏振片)来实现对光的偏振处理。

波片是一种光学元件,可以选择性地使特定方向的光通过,而阻止其他方向的光通过。

五、声波与光波除了电磁波中的光波之外,波动学还研究其他类型的波,比如声波。

声波是一种机械波,是由物体的振动引起的压力变化在介质中传播而成的。

与光波不同,声波需要介质提供承载的媒介来传播。

总结:光学与波动作为大学物理的重要内容,涵盖了光的传播、反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象以及其他类型的波动现象。

通过研究光学与波动,我们可以更好地理解光的性质、波的传播规律和光与物质之间的相互作用。

在应用方面,光学与波动在激光技术、光纤通信、光学显微镜等领域都有广泛的应用。

大学物理第5版课件 第11章 光学

大学物理第5版课件 第11章 光学

1
M1 n1 n2
M2 n1
L 2
iD
3
A C

B
E
45
P
d
第十一章 光学
35
物理学
第五版
Δ32

n2
( AB

BC)

n1 AD


2
AB BC d cos γ
AD ACsin i
n2 n1
L
2
P
2d tan sini
1
iD 3
M1 n1 n2
A
C
d
M2 n1
B
C
d
M2 n1
B
E
45
注意:透射光和反 射光干涉具有互补 性 ,符合能量守恒 定律.
第十一章 光学
38
物理学
第五版
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
Δr

2dn2


2
当 n3 n2 n1 时
Δr 2dn2
第十一章 光学
n1 n2 n1
n1 n2
n3
39
物理学
第五版
四 了解衍射对光学仪器分辨率的影响.
五 了解 x 射线的衍射现象和布拉格公式 的物理意义.
第十一章 光学
7
物理学
第五版
光的偏振
11-0 教学基本要求
一 理解自然光与偏振光的区别.
二 理解布儒斯特定律和马吕斯定律.
三 了解双折射现象.
四 了解线偏振光的获得方法和检验 方法.
第十一章 光学
8
物理学
第五版
第十一章 光学

大学物理光学知识点

大学物理光学知识点

大学物理光学知识点光学是物理学的一个重要分支,在大学物理课程中,光学部分涵盖了丰富的知识。

下面让我们一起来了解一下其中的关键知识点。

一、光的本性光具有波粒二象性。

在某些情况下,光表现出粒子的特性,比如光电效应,说明光的能量是一份一份传播的,这些能量子被称为光子。

而在另一些情况下,光又表现出波动的特性,如光的干涉、衍射和偏振现象。

二、光的直线传播光在均匀介质中沿直线传播。

小孔成像就是光沿直线传播的一个典型例子。

但是,当光遇到障碍物时,会出现衍射现象,即光会绕过障碍物传播。

三、光的反射和折射当光射到两种介质的分界面时,一部分光会返回原来的介质,这就是光的反射。

反射定律指出,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。

光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这就是光的折射。

折射定律表明,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧,入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

四、全反射当光从光密介质射向光疏介质时,入射角增大到一定程度,折射光线会消失,只剩下反射光线,这种现象称为全反射。

发生全反射的条件是入射角大于临界角。

五、光的干涉两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定的光相遇时,会发生干涉现象。

干涉条纹的间距与光的波长、双缝间距以及双缝到屏的距离有关。

杨氏双缝干涉实验是证明光的干涉现象的经典实验。

六、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,会偏离直线传播,在屏幕上出现明暗相间的条纹,这就是光的衍射。

单缝衍射、圆孔衍射等都是常见的衍射现象。

七、光的偏振光是一种横波,其振动方向与传播方向垂直。

光的偏振现象表明了光是横波。

偏振片可以用来检验光的偏振状态,常见的有线偏振光和圆偏振光。

八、薄膜干涉利用薄膜上下表面反射的光发生干涉,可以制成增透膜和增反膜。

比如,在照相机镜头上镀一层增透膜,可以减少反射光,增加透射光,从而提高成像质量。

九、几何光学主要研究光的直线传播、反射、折射等现象,利用几何作图和数学方法来解决光学问题。

大学物理几何光学

大学物理几何光学

(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
j
j
cos
2
cos
2
'
2
'
2
2
2
'
'
r
s
r
r
s
r
n
s
r
r
s
r
r
n
nl
nl
PAP
-
-
-
-
+
-
+
-
-
+
-
+
-
=
+
=
D
光程:
对一定的球面和发光点P(S一定),不同的入射点对应有不同的S‘。即:同一个物点所发出的不同光线经球面反射后不再交于一点。
由P点所发出的单心光束经球面反射后,单心性被破坏。
计算时r 取米为单位
③焦点、焦距
A、像方焦点 F’、像方焦距
F`
f`
n
n`
O
-s
s’

B、物方焦点F、物方焦距
n
n`
O
-s
s’
F
-f
C、



“-”号表示
物、像方焦点一定位于球面两侧。
永远异号,即
例1
一个折射率为1.6的玻璃哑铃,长20cm,两端的曲率半径为 2cm。若在离哑铃左端5cm处的轴上有一物点,试求像的位置和性质。
(
)
(
)
(
)
(
)
(

大学物理光学必考知识点

大学物理光学必考知识点

大学物理光学必考知识点光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播、发射、反射、折射、干涉和衍射等现象。

作为大学物理学的一门必修课程,光学涉及到许多重要的知识点。

本文将介绍大学物理光学必考的知识点,帮助同学们系统地理解光学的基本原理和应用。

1.光的性质光既具有波动性质,也具有粒子性质。

根据电磁波理论,光是由电磁波组成的,具有波长、频率和速度等特性。

光的粒子性质则可以用光子的概念来解释,光子是光的基本粒子,具有能量和动量。

2.光的传播光在空气、水、玻璃等介质中的传播遵循直线传播的原理。

光在介质中的传播速度与介质的折射率有关,根据斯涅尔定律,光在不同介质之间传播时会发生折射现象。

3.光的反射光的反射是指光线遇到界面时发生反射现象。

根据光的入射角和反射角之间的关系,可以得到光的反射定律,即入射角等于反射角。

4.光的折射光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时发生的偏折现象。

根据光的入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系,可以得到光的折射定律,即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

5.光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加时所产生的干涉现象。

根据光的相干性理论,当两束光波相位差为整数倍时,它们将发生叠加增强,形成明纹;当相位差为半整数倍时,它们将发生叠加抵消,形成暗纹。

6.光的衍射光的衍射是指光通过一个狭缝或物体边缘时所产生的弯曲现象。

根据光的衍射理论,当光通过一个狭缝或物体边缘时,光波将朝各个方向散射,形成衍射图样。

7.光的偏振光的偏振是指光波中的电场振动方向在一个特定平面上的现象。

根据光的偏振理论,只有在特定方向上的光波才具有偏振性,其他方向上的光波则无偏振性。

8.光的色散光的色散是指光在物质中传播时,不同频率的光波具有不同的折射率,从而形成不同颜色的现象。

根据光的色散理论,不同介质对不同频率的光波的折射率不同,导致光的折射角度也不同,进而引起光的色散现象。

总结起来,大学物理光学的必考知识点包括光的性质、传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振和色散等。

大学物理课件光学

大学物理课件光学
康普顿效应
当X射线或γ射线与物质相互作用时,光子将部分能量转移 给电子,使电子获得动能并从原子中逸出。康普顿效应进 一步证实了光的粒子性。
02
光的干涉现象及应用
双缝干涉实验及原理
双缝干涉实验装置与步骤
介绍双缝干涉实验的基本装置,包括 光源、双缝、屏幕等,以及实验的操 作步骤。
双缝干涉现象观察
双缝干涉原理分析
光的偏振现象
横波特有的现象,纵波不发生偏振。 光的偏振证明了光是一种横波。
光的量子性描述
光子概念
光是由一份份不连续的能量子组成的,每一份能量子称为 一个光子。光子具有能量ε=hν和动量p=h/λ,其中h为普 朗克常量,ν为光的频率,λ为光的波长。
光电效应 当光照在金属表面时,金属中的电子会吸收光子的能量并 从金属表面逸出,形成光电流。光电效应实验证明了光的 量子性。
大学物理课件光学
目录
• 光学基本概念与理论 • 光的干涉现象及应用 • 光的衍射现象及应用 • 光的偏振现象及应用 • 现代光学技术与发展趋势 • 实验方法与技巧
01
光学基本概念与理论
光的本质和特性
01 光是一种电磁波
光具有波粒二象性,既可以表现为波动性质,也 可以表现为粒子性质。
02 光速不变原理
偏振光
光振动在某一特定方向的光,在垂直于传播方向的平面 上,只沿某个特定方向振动。
马吕斯定律和布儒斯特角
马吕斯定律
描述线偏振光通过检偏器后透射光强与检偏器透振方向夹角的关系,即透射光强与夹角的余弦值的平方成正比。
布儒斯特角
当自然光在两种各向同性媒质分界面上反射、折射时,反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直振动多于 平行振动,折射光中平行振动多于垂直振动。当入射角满足某种条件时,反射光中垂直振动的光完全消失,只剩 下平行振动的光,这种光是线偏振光,而此时的入射角叫做布儒斯特角。

大学物理中的光学原理与现象

大学物理中的光学原理与现象

大学物理中的光学原理与现象光学是物理学的一个分支,研究光的传播、反射、折射、干涉等现象及其规律。

在大学物理学习中,光学是一个重要的课程内容,涵盖了许多基本的光学原理与现象。

本文将对大学物理中的光学原理与现象进行探讨。

一、光的传播光的传播是指光线在介质中的传播过程。

光线是表示光传播方向的一条线,在同一介质中是沿直线传播的,但在不同介质中会发生折射现象。

折射是光线从一种介质传播到另一种介质时的偏离现象,符合斯涅尔定律,即折射角与入射角的正弦之比在两种介质中的光密度之比为常数。

二、光的反射光的反射是指光线遇到边界时,从入射介质回到原介质的现象。

根据光的反射定律,入射角等于反射角,即入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。

三、光的色散光的色散是指光在由光密度不同的介质中传播时,不同波长的光受到不同程度的偏折现象。

著名的色散现象是通过三棱镜将白光分解成彩虹七色,这是因为不同波长的光在折射时偏离角度不同。

四、光的干涉光的干涉是指两束或多束光线叠加在一起时产生明暗交替的现象。

其中的重要原理是双缝干涉和薄膜干涉。

双缝干涉是指在一束光通过两个狭缝时,形成干涉条纹的现象。

薄膜干涉是指在光线通过薄膜时,由于不同波长的光在薄膜上反射和透射的相位差引起明暗条纹。

五、光的衍射光的衍射是指光线通过物体的缝隙或物体的边缘时会发生弯曲和扩散的现象。

著名的衍射实验是杨氏双缝实验,利用两个狭缝让光通过,在幕后观察到光的衍射现象。

光学原理与现象的学习不仅局限于理论知识的掌握,还需要实践与实验的结合。

通过实验,我们可以验证光学原理,观察各种光学现象。

举一个例子,我们可以利用凹凸透镜观察光的折射现象,并通过实验数据计算出透镜的焦距等参数。

总结起来,大学物理中涉及的光学原理与现象主要包括光的传播、反射、折射、色散、干涉和衍射等。

这些原理和现象在日常生活中有着广泛的应用,如镜子的反射、眼镜的折射、彩色光的合成等。

因此,了解和掌握光学原理与现象对于深入理解和应用光学知识具有重要意义。

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光学(六) 马吕斯定律、布儒斯特定律
专业 班级 学号 姓名
一、选择题
1、一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为
(A) 1 / 2. (B) 1 / 3.
(C) 1 / 4. (D) 1 / 5. [ A ]
2、一束光强为I 0的自然光,相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后,出射光的光强为I =I 0 / 8.已知P 1和P 2的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转P 2,要使出射光的光强为零,P 2最少要转过的角度是
(A) 30°. (B) 45°.
(C) 60°. (D) 90°. [ B ]
3、两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为:
(A) 光强单调增加.
(B) 光强先增加,后又减小至零.
(C) 光强先增加,后减小,再增加.
(D) 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零. [ B ]
4、使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2.P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°,则通过这两个偏振片后的光强I 是
(A)
2
1I 0 cos 2α . (B) 0. (C) 41I 0sin 2(2α). (D) 41I 0 sin 2α . (E) I 0 cos 4α . [ C ]
5、光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片P 1和P 2.若P 1和P 2的偏振化方向的夹角α=30°,则透射偏振光的强度I 是
(A) I 0 / 4.
(B)3I 0 / 4. (C)3I 0 / 2. (D) I 0 / 8.
(E) 3I 0 / 8. [ E ]
6、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是
(A) 在入射面内振动的完全线偏振光.
(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.
(C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光.
(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光. [ C ]
7、自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全线偏振光,则知折射光为
(A) 完全线偏振光且折射角是30°.
(B) 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时,折射角
是30°.
(C) 部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射角.
(D) 部分偏振光且折射角是30°.[ D ]
二、填空题
1、一束光垂直入射在偏振片P上,以入射光线为轴转动P,观察通过P的光
强的变化过程.若入射光是_____自然光____光,则将看到光强不变;若入
射光是_____线偏振光______,则将看到明暗交替变化,有时出现全暗;若入射光是____部分偏振光_____,则将看到明暗交替变化,但不出现全暗.
2、如图所示,一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介
质的交界面上,发生反射和折射.已知反射光是完全偏振光,那
么折射角r的值为_____ / 2-arctg(n2 / n1) ______________.
3、如果从一池静水(n=1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的,那么太阳的仰角(见图)大致等于
_____36.9°________.
解:由布儒斯特定律
tg i0=
1.33
得i0=53.1°
水。

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