4.7分辨本领

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§4.5法布里—泊罗(Fabry—Perot)干涉仪与干涉滤光片

2d cosθ = mλ
m为整数
F—P干涉仪是用F—P标准具代替光谱仪中的棱镜或光栅作分光元件，但直接得到的是等倾干涉条纹，要经过付里叶变换后，才能得到谱线。下面介绍的是干涉条纹的特性，它直接决定了谱线的性质。
4.5.2 法布里—泊罗干涉仪的特性（1）F—P标准仪器的强度分布: 假设玻璃介质无吸收，透射率t =1－r，r为反射率，强度分布可用爱里(Airy)函数表示
§4.5 法布里—泊罗(Fabry—Perot)干涉仪与干涉滤光片提高光谱仪分辨本领的方法，除了采用大块光栅和阶梯光栅外，还可以利用干涉仪。现代天文观测从射电到红外、光学都普遍采用干涉技术，有在两个望远镜之间进行干涉，也有利用干涉原理制成的分光仪器。最常用的干涉仪有: • 法布里—泊罗(F—P)干涉仪（光谱仪） • 干涉滤光片 • 傅里叶变换光谱仪(用扫描迈克尔逊干涉仪对光谱进行分光测量的仪器)
2d ≈λ 2d cos θ = mλ m
7.6)有错
（3）自由光谱范围：
相邻两干涉级间的波长间隔 • （4）理论分辨本领：
λ 2πd r r R= = = mπ = Nrm Δλ λ (1 − r ) 1− r
Δλ m =
λ2
2nd
(1) 干涉滤光片的结构、原理与标准具一样，在一块玻璃两面镀部分反射膜的方法，也可以用折射率不同的两种介质交替组成等厚(1/4λ)的多层膜，可达10层以上。
玻璃内部反射可忽略
金属膜
干涉亮条纹：2nd=mλ 即： λm = 2nd/ m 透明介质, 折射率为n, 厚度为d ( 正入射时θ=0)
透明介质层
A= 1 1 + 4r (1 − r ) − 2 sin 2 ( 2πd

《光学》(崔滨宏)课后习题答案

10.4如图，以光线射入镜面间并反射n 次，最后沿入射时的光路返回，试写出i θ与α间的关系表达式。

解：最后的反射之后，其对另一镜的入射角应为0。

最后（第n 次）的反射角为αθ=n ，第n-1次的反射角为αθ21=-n 。

相邻的两次反射间，有关系式，απθπθ-=-+-2/)2/(1m m ，即αθθ+=-m m 1。

则ααθαθθn n m n m =+-=+-=)1()1(1。

10.5证明：当一条光线通过平板玻璃时，出射光线方向不变，只产生侧向平移。

当入射角1i 很小时，位移t i nn x 11-=∆。

其中，n 为玻璃的折射率，t 为玻璃板的厚度。

证：如图，由于上下两面平行，且两侧折射率相等，所以在下表面的入射角等于上表面的折射角，下表面的折射角等于上表面的入射角。

出射光线保持平行。

2212121221cos /)sin cos cos (sin )sin()cos /()sin(i i i i i t i i i t i i AB BC x -=-=-==∆)cos sin cos (sin 2111i n i i i t -=，在小角度时，有11sin i i ≈，211)2(1cos i i -≈，222)2(1cos i i -≈则)1(])2(1)2(1[)cos sin cos (sin 1222112111-≈---≈-n n ti i in n ti i n i i i t ，即t i n n x 11-=∆ 10.19cm nvf R v u R v u 5.22,2,,211===+∞==+ 10.23 n=210.32 题目有误 9cm 改为9m1.3, 在玻璃中z 方向上传播的单色平面波的波函数为)]}65.0(10[exp{10),(152czt i t P E -⨯-=π 式中c 为真空中的光速，时间以s 为单位，电场强度以V/m 为单位，距离以m 为单位，试求：（1）光波的振幅和时间频率；（2）玻璃的折射率；（3）z 方向的空间频率；（4）在xz 平面内与x 轴成450角方向上的空间频率。

制作简易望远镜

制作简易望远镜我们在观察细小物体时，总是习惯上把物体移得离眼睛近一些，这样可以增大视角。

但是这种方法是有一定限度的。

当物体移到近点以后，就不能再用这种方法来增大视角了。

另外，在观察比较远的物体时（例如宇宙天体），由于它们到人眼的距离是无法缩短的，因而上述方法就不能再适用了。

人类要想观察到很小或很远的物体时，为了增大视角，就需要使用显微镜和望远镜来扩大人眼的视觉范围。

它们的光学系统十分相似，都是由物镜和目镜两部分组成。

文章只讨论望远镜的有关内容。

一、望远镜的作用望远镜是一种观察远处物体通常呈筒状的光学仪器,利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜放大成像的光学仪器。

就实质来说，望远镜只不过是扩大人眼的视角范围。

最初它最大的用处是观察天体，人类借助望远镜几乎考察遍了太阳系所有的行星，并投向更遥远的太空。

望远镜延长了人眼的视线，实现了人类千里眼的梦想。

如今，望远镜的使用越来越普遍，野外观察、剧场观看……潜望镜、瞄准镜等也都采用了望远镜的原理。

二、望远镜的结构简易天文望远镜由物镜、物镜镜筒、目镜、目镜镜筒等组成。

最简单的望远镜由两片镜片组成，物镜为凸透镜或凹镜，目镜可以是凸透镜，也可以是凹透镜。

中央比边缘薄的是凹透镜，用来纠正近视；中央比边缘厚的是凸透镜，用来纠正远视。

常见望远镜可简单分为伽利略，开普勒，和牛顿式望远镜。

伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。

它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。

其优点是结构简单，能直接成正像。

一般为民用或儿童玩具用，放大倍数通常为3～12倍。

开普勒望远镜由两个凸透镜构成。

由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用小型天文等专业级的望远镜都采用此种结构。

但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。

反射望远镜该类镜最早由牛顿发明，其物镜是凹面反射镜，没有色差，而且将凹面制成旋转抛物面即可消除球差。

光学教程第三版(姚启钧著)课后题答案下载

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第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性，注意介绍了激光系统和红外系统;第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展。

第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。

绪论0.1光学的研究内容和方法0.2光学发展简史第1章光的干涉1.1波动的独立性、叠加性和相干性1.2由单色波叠加所形成的干涉图样1.3分波面双光束干涉1.4干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性1.5菲涅耳公式1.6分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉1.7分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉视窗与链接昆虫翅膀上的彩色1.8迈克耳孙干涉仪1.9法布里一珀罗干涉仪多光束干涉1.10光的干涉应用举例牛顿环视窗与链接增透膜与高反射膜附录1.1振动叠加的三种计算方法附录1.2简谐波的表达式复振幅附录1.3菲涅耳公式的推导附录1.4额外光程差附录1.5有关法布里一珀罗干涉仪的(1-38)式的推导附录1.6有同一相位差的多光束叠加习题第2章光的衍射2.1惠更斯一菲涅耳原理2.2菲涅耳半波带菲涅耳衍射视窗与链接透镜与波带片的比较2.3夫琅禾费单缝衍射2.4夫琅禾费圆孔衍射2.5平面衍射光栅视窗与链接光碟是一种反射光栅2.6晶体对X射线的衍射视窗与链接与X射线衍射有关的诺贝尔奖附录2.1夫琅禾费单缝衍射公式的推导附录2.2夫琅禾费圆孔衍射公式的推导附录2.3平面光栅衍射公式的推导习题第3章几何光学的基本原理3.1几个基本概念和定律费马原理3.2光在平面界面上的反射和折射光导纤维视窗与链接光导纤维及其应用3.3光在球面上的反射和折射3.4光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念3.5薄透镜3.6近轴物近轴光线成像的条件3.7共轴理想光具组的基点和基面视窗与链接集成光学简介附录3.1图3-6中P1和JP1点坐标的计算附录3.2棱镜最小偏向角的计算附录3.3近轴物在球面反射时物像之间光程的计算附录3.4空气中的厚透镜物像公式的推导习题第4章光学仪器的基本原理4.1人的眼睛4.2助视仪器的放大本领4.3目镜4.4显微镜的放大本领4.5望远镜的放大本领视窗与链接太空实验室——哈勃太空望远镜 4.6光阑光瞳4.7光度学概要——光能量的传播视窗与链接三原色原理4.8物镜的聚光本领视窗与链接数码相机4.9像差概述视窗与链接现代投影装置4.10助视仪器的像分辨本领视窗与链接扫描隧显微镜4.11分光仪器的色分辨本领习题第5章光的偏振5.1自然光与偏振光5.2线偏振光与部分偏振光视窗与链接人造偏振片与立体电影5.3光通过单轴晶体时的双折射现象5.4光在晶体中的波面5.5光在晶体中的传播方向5.6偏振器件5.7椭圆偏振光和圆偏振光5.8偏振态的实验检验5.9偏振光的干涉5.10场致双折射现象及其应用视窗与链接液晶的电光效应及其应用5.11旋光效应5.12偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵附录5.1从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式(5-15)的推导习题第6章光的吸收、散射和色散6.1电偶极辐射对反射和折射现象的解释6.2光的吸收6.3光的散射视窗与链接光的散射与环境污染监测6.4光的色散6.5色散的经典理论习题第7章光的量子性7.1光速“米”的定义视窗与链接光频梳7.2经典辐射定律7.3普朗克辐射公式视窗与链接xx年诺贝尔物理学奖7.4光电效应7.5爱因斯坦的量子解释视窗与链接双激光束光捕获7.6康普顿效应7.7德布罗意波7.8波粒二象性附录7.1从普朗克公式推导斯忒藩一玻耳兹曼定律附录7.2从普朗克公式推导维恩位移定律习题第8章现代光学基础8.1光与物质相互作用8.2激光原理8.3激光的特性8.4激光器的种类视窗与链接激光产生106T强磁场8.5非线性光学8.6信息存储技术8.7激光在生物学中的应用视窗与链接王淦昌与惯性的束核聚变习题主要参考书目基本物理常量表习题答案1.阳光大学生网课后答案下载合集2.《光学》赵凯华钟锡华课后习题答案高等教育出版社3.光学郭永康课后答案高等教育出版社4.阳光大学生网课后答案下载求助合集。

光栅分辨本领的研究实验

光栅分辨本领的研究实验一、实验目的1、掌握分光计的结构，训练分光计的调整技术和技巧，学习分光计测量角度的方法2、了解光栅分辨本领3、熟悉用分光计测定某光栅分辨本领二、实验仪器分光计、双反平面镜、平面透射光栅和汞灯三、实验原理理想情况下光栅的色分辨本领为:R=kN 。

即光栅的色分辨本领随光谱的级次的增加而增大。

而光栅衍射中第k 级主极大的角半宽度为:Nd θλθcos =∆若以瑞利判据作为分辨的标准,主最大的半角θδθ∆=就是光栅的最小分辨角。

那么对应θδθ∆=的两谱线的波长差kN λλ=∆,即光栅所能分辨的最靠近的两个光谱线的波长差代替光栅的最小分辨角。

由色散率公式θλθcos 1k d d d ⋅=波长相差Dl 的条纹角间距λθθ∆⋅=∆cos 1k d 可分辨的最小波长差kNλλ=∆定义色分辨本领kN =∆≡λλ若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明纹的条件是衍射角φ必须满足光栅方程......210k k sin b a k ±±==+，，其中）（λθ式中a+b 称为光栅常数，a+b=1/N ，N 为每毫米上狭缝数目，λ为入射光波长，k 为谱线级数，k θ为k 级谱线对应的衍射角。

若已知λ，并测出衍射角k θ，即可求得N 。

四、实验内容1、调节分光计（1）调节分光计，使望远镜对准无穷远，望远镜轴线与分光计中心轴线相垂直，平行光管出射平行光。

调节方法见光学实验常用仪器部分。

狭缝宽度调至约1毫米。

（2）安置光栅，要求入射光垂直照射光栅表面，平行光管狭缝与光栅刻痕相平行。

（3）调节光栅使其刻痕与转轴平行。

注意观察叉丝交点是否在各条谱线中央，如果不是，可调节螺丝予以改正，调好后，再回头检查光栅平面是否仍保持和转轴平行。

如有了改变，就要反复多次，直到两个要求都满足为止。

2、用透射光栅测光栅常数：测波长λ＝546.1nm 的绿色谱线的12±±，级之间的夹角1222θθ，，求出平均值，代入公式求出N 。

医用物理学几何光学习题解答

第十一章几何光学一、内容概要【基本内容】1. 单球面折射公式r n n p n p n 1221'-=+ （1）近轴条件（2）符号规定：凡是实物、实像的距离，p 、'p 均取正值；凡是虚物、虚像的距离, p 、'p 均取负值；若是入射光线对着凸球面，则r 取正值，反之，若是入射光线对着凹球面，则r 取负值．2. 单球面折射焦距 r n n n f 1211-=r n n n f 1222-= 3．折射面的焦度 rn n Φ12-=或2211f n f n Φ== 4. 单球面折射成像的高斯公式（近轴）1'21=+p f p f 5．共轴系统成像规则采用逐次成像法，先求出物体通过第一折射面后所成的像I 1，以I 1作为第二折射面的物，求出通过第二折射面后所成的像I 2，再以I 2作为第三折射面的物，求出通过第三折射面所成的像I 3，依次类推，直到求出最后一个折射面所成的像为止．6. 薄透镜成像（1）成像公式 )11('112100r r n n n p p --=+ （2）焦距公式 12100)]11([---=r r n n n f （3）空气中 121)]11)(1[(---=r r n f （4）高斯公式 fp p 1'11=+7. 薄透镜组合 21111f f f += 或 21ΦΦΦ+= 8. 厚透镜成像采用三对基点作图9. 透镜的像差远轴光线通过球面折射时不能与近轴光线成像于同一位置，而产生像差，这种像差称为球面像差．物点发出的不同波长的光经透镜折射后不能成像于一点的现象，称为色像差．10. 简约眼生理学上常常把眼睛进一步简化为一个单球面折射系统，称为简约眼.11. 能分辨的最小视角视力1= 最小视角以分为单位．例如医学视力表，最小视角分别为10分，2分，1分时，其视力分别是0.1，0.5，1.0．标准对数视力表，规定 θlg 5-=L ，式中视角θ以分为单位．例如视角θ分别为10分，2分，1分时，视力L 分别为4.0，4.7，5.0．12．近视眼和远视眼当眼睛不调节时，平行入射的光线，经折射后会聚于视网膜的前面，而在视网膜上成模糊的像，这种眼称为近视眼，而成像在视网膜后，这样的眼称为远视眼．11. 放大镜的角放大率 fy f y a 2525//==12. 显微镜的放大率（1）理论放大率 2'2'2525f y y y f y M ⋅=⋅= 其中y y /'为物镜的线放大率（m ），2/25f 为目镜的角放大率（a ）（2）实际放大率 21212525f f s f f s M =⋅= 式中s 为显微镜与目镜之间的距离；f 1为物镜的焦距；f 2为目镜的焦距。

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第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。

光学教程第三版（姚启钧著）：内容简介绪论0.1 光学的研究内容和方法0.2 光学发展简史第1章光的干涉1.1 波动的独立性、叠加性和相干性1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样1.3 分波面双光束干涉1.4 干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性 1.5 菲涅耳公式1.6 分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉1.7 分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉视窗与链接昆虫翅膀上的彩色1.8 迈克耳孙干涉仪1.9 法布里一珀罗干涉仪多光束干涉1.10 光的干涉应用举例牛顿环视窗与链接增透膜与高反射膜附录1.1 振动叠加的三种计算方法附录1.2 简谐波的表达式复振幅附录1.3 菲涅耳公式的推导附录1.4 额外光程差附录1.5 有关法布里一珀罗干涉仪的(1-38)式的推导附录1.6 有同一相位差的多光束叠加习题第2章光的衍射2.1 惠更斯一菲涅耳原理2.2 菲涅耳半波带菲涅耳衍射视窗与链接透镜与波带片的比较2.3 夫琅禾费单缝衍射2.4 夫琅禾费圆孔衍射2.5 平面衍射光栅视窗与链接光碟是一种反射光栅2.6 晶体对X射线的'衍射视窗与链接与X射线衍射有关的诺贝尔奖附录2.1 夫琅禾费单缝衍射公式的推导附录2.2 夫琅禾费圆孔衍射公式的推导附录2.3 平面光栅衍射公式的推导习题第3章几何光学的基本原理3.1 几个基本概念和定律费马原理3.2 光在平面界面上的反射和折射光导纤维视窗与链接光导纤维及其应用3.3 光在球面上的反射和折射3.4 光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念 3.5 薄透镜3.6 近轴物近轴光线成像的条件3.7 共轴理想光具组的基点和基面视窗与链接集成光学简介附录3.1 图3-6中P1和JP1点坐标的计算附录3.2 棱镜最小偏向角的计算附录3.3 近轴物在球面反射时物像之间光程的计算附录3.4 空气中的厚透镜物像公式的推导习题第4章光学仪器的基本原理4.1 人的眼睛4.2 助视仪器的放大本领4.3 目镜4.4 显微镜的放大本领4.5 望远镜的放大本领视窗与链接太空实验室——哈勃太空望远镜4.6 光阑光瞳4.7 光度学概要——光能量的传播视窗与链接三原色原理4.8 物镜的聚光本领视窗与链接数码相机4.9 像差概述视窗与链接现代投影装置4.10 助视仪器的像分辨本领视窗与链接扫描隧显微镜4.11 分光仪器的色分辨本领习题第5章光的偏振5.1 自然光与偏振光5.2 线偏振光与部分偏振光视窗与链接人造偏振片与立体电影 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 5.4 光在晶体中的波面5.5 光在晶体中的传播方向5.6 偏振器件5.7 椭圆偏振光和圆偏振光5.8 偏振态的实验检验5.9 偏振光的干涉5.10 场致双折射现象及其应用视窗与链接液晶的电光效应及其应用5.11 旋光效应5.12 偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵附录5.1 从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式(5-15)的推导习题第6章光的吸收、散射和色散6.1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释6.2 光的吸收6.3 光的散射视窗与链接光的散射与环境污染监测6.4 光的色散6.5 色散的经典理论习题第7章光的量子性7.1 光速“米”的定义视窗与链接光频梳7.2 经典辐射定律7.3 普朗克辐射公式视窗与链接诺贝尔物理学奖7.4 光电效应7.5 爱因斯坦的量子解释视窗与链接双激光束光捕获7.6 康普顿效应7.7 德布罗意波7.8 波粒二象性附录7.1 从普朗克公式推导斯忒藩一玻耳兹曼定律附录7.2 从普朗克公式推导维恩位移定律习题第8章现代光学基础8.1 光与物质相互作用8.2 激光原理8.3 激光的特性8.4 激光器的种类视窗与链接激光产生106T强磁场8.5 非线性光学8.6 信息存储技术8.7 激光在生物学中的应用视窗与链接王淦昌与惯性的束核聚变习题主要参考书目基本物理常量表光学教程第三版（姚启钧著）：目录点击此处下载光学教程第三版（姚启钧著）课后题答案。

大学基础物理实验课件平行光管的透镜性能

平行光管和透镜性能测试
实验目的和教学要求
1．根据透镜成像原理，调整各光学元件等高共轴； 2．掌握用平行光管测透镜焦距的方法； 3．了解分辨率的概念，利用平行光管测量透镜的分辨本领； 4．学习像差的概念，利用星点板观察像差、评价成像质量。
实验原理 -----平行光管
1
2
3
4
1. 光源 2.毛玻璃 3.分划板 4.物镜
实验原理 -----其它像差
② 检验球差 ③ 检验像散
当像散较小时，星点衍射像的特征是中央亮斑往往还是圆形的，但第一衍射亮环出现四个暗缺（断开四处，见图 6-46(a) ）或呈四角形；像散较大时，星点像的中央亮斑呈近似正方形状，或再进一步延伸为明显的十字形状，周围衍射亮环断为四段（图 6-46(b) ），而在焦前、焦后截面处将看到互相垂直的椭圆形星点衍射图（图 646(c)）。
L0 y
L1 y1 '
f0
f1
图6-34 测凸透镜焦距光路图
图6-35 玻罗分划板
实验原理 -----（1）测凸透镜焦距f1 ， f2
y1 f1 f 0 y
玻罗板每对刻线的间距分别为20,10,4,2,1（mm）式中y是在玻罗板上所选刻线对的实际间距；y1' 是该刻线对在透镜L1后焦面上所成像的间距；f0是平行光管物镜的焦距；f1是待测凸透镜L1的焦距。
011fyyf实验原理测凹透镜焦距f3图636测凹透镜焦距光路图将待测凹透镜l3放在两凸透镜l1和l2之间当调节凹透镜的位置使其后焦点与凸透镜l1的后焦点重合时凸透镜l1与凹透镜l3便准确地组成伽利略望远镜它们的出射光再次成为平行光yl0l1l3l2yf2f0f1y1f3实验原理测凹透镜焦距f3由几何关系有又根据前述凸透镜焦距的测量原理可知凸透镜l2的焦距f2满足

第八章眼睛的屈光

作业三：一个直径为200mm的玻璃球， n=1.5，球内有两个小气泡，看来一个恰好在球心，另一个在表面和球心中间，求两泡的实际位置。答案：100mm 60mm
作业四：人眼的角膜可以看作是曲率半径为7.8mm的单球面，成人眼睛的 n=1.33，如果瞳孔看来好象在角膜后 3.6mm处，直径为4mm，求瞳孔在眼中的实际位置。
（新制）
4.0 4.3 4.7 5.0 5.2 5.3
二、眼睛的屈光不正及其矫正
什么是屈光不正—当捷状肌完全舒张时，平行光入射进眼睛后，恰好聚焦在视网膜上，这样的眼睛为屈光正常，否则为屈光不正常。
屈光不正的类型：1、近视眼 2、远视眼 3、老花眼 4、散光眼 5、弱视眼
1、近视眼
特点：捷状肌完全舒张时，平行光入射，会聚在视网膜的前面，会聚性增强；远点与近点都向眼睛移近；越近视，远点越近。
5、视角—两个物点到眼睛的夹角。
A A’
B
B’
6、分辨本领—眼睛能分辨的最小视角。单位：分 1度=60分 1°=60′
7、眼睛的视力—有两种定义的检验方法。
分辨本领
10分 5分 2分 1分 0.7分 0.5分
视力=1/分辨本领
（旧制）
0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0
视力=5-log分辨本领
（r=5.7 mm左右可调
节）
第二节单球面折射系统的屈光度
一、几个概念
1、物点—入射线与光轴的交点像点—折射线与光轴的交点
2、物方—实际入射线所在的一方像方—实际折射线所在的一方
3、实物、实像—物在物方、像在像方虚物、虚像—物在像方、像在物方
二、成像规律
n1 n2 n2 n1
UV

医用物理学-几何光学习题解答

提示：1）利用过焦点光线，平行主轴射出，定出第一主截面。先过p点和F1点做一直线，并延长，再做过P’点，且平行于主轴的直线，过两线相交点做垂直于主轴的主截面，定出H1和N1点（相同媒质主点和节点重合）。
2)利用通过节点的光线平行射出，定出H2和N2
3）利用平行光线出射后通过焦点，定出F2
11-14 一近视眼患者的远点在眼前2m处，今欲使其能看物，问至少应配戴什么样的眼睛？
11-4 显微镜的放大倍数越大，是否其分辨本领越高？
答：不是，因为分辨本领的大小只决定于物镜，与目镜无关。
11-5 电子显微镜与普通光学显微镜的主要区别？
答：电子显微镜用波长很短的电子射线代替可见光制作成的普通显微镜。
11-6 一直径为20cm，折射率为1.53的球有两个气泡，看上去一个恰好在球心，另一个从最近的方向看去，好象在球面表面和中心的中间，求两气泡的实际位置？
4.激光扫描共聚焦显微镜是在荧光显微镜成像的基础上加装了激光扫描装置。使用紫外光或激光激发荧光探针，可以得到细胞或组织部微细结构的荧光图像，从而可以观察细胞的形态变化或生理功能的改变，能产生真正具有三维清晰度的图像，同时可在亚细胞水平上观察诸如Ca2+、pH值和膜电位等生理信号及细胞形态的实时动态变化。激光扫描共聚焦显微镜成为形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学和遗传学等领域中新的有力研究工具，在基因芯片，克隆技术中都有较好的应用．
根据透镜成像：得（2）
解得 cm，说明物体通过凸透镜成像在凹透镜后20cm处，由此可得
=5cm+20cm=25cm，代入（1）式，有
解得：p1=37.5cm
11-13 如图11-2所示，已知物、像和厚透镜的第一主焦点F1的位置，厚透镜的两侧为同一媒质。适用做图的方法找出厚透镜的第二主焦点F2，一对主点H1，H2和一对节点N1，N2。

光学课程标准

《光学》课程标准【课程编号】： 1905【英文译名】：Optics【适用专业】：光学专业本科生【学分数】： 4.5【总学时】：72【实践学时】：0一、本课程教学目的和课程性质光学是普通物理学的一个重要的组成部分，是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科，它和原子物理、电动力学、量子力学等后继课程有密切的联系，它又是一门应用性很强的学科。

激光的出现和发展使光学的研究进入了一个崭新的阶段，更加扩大了光学在高科技领域、生产和国防上的应用。

光学的发展也是人们认识客观世界的一个重要组成部分，它有助于学生辩证唯物主义世界观的培养。

二、本课程的基本要求本课程突出几何光学、波动光学和光的量子性，重视光学的发展和应用，适当介绍现代光学的内容，除规定学生必须掌握的基础理论、基本知识、基本技能及现代光学基础外，还将光学纤维、光学薄膜、波带片等内容分散在各章中作一个扼要介绍，力求使学生对光学的历史、现状和发展有一个较全面的了解。

三、本课程与其他课程的关系前修完力学、电磁学、高等数学等课程四、课程内容绪论（1学时）0.1 光学的研究内容和方法0.2 光学发展简史第一章光的干涉 (13学时)主要内容:1.1光的电磁理论1.2波动的独立性、叠加性和相干性1.3由单色波叠加所形成的干涉花样1.4分波面双光束干涉。

1.5干涉条纹的可见度，光波的时间相干性和空间相干性1.6菲涅耳公式1.7分振幅薄膜干涉——等倾干涉和等厚干涉1.8克耳孙干涉仪1.9法布里-珀罗干涉仪，多光束干涉1.10干涉现象的应用，牛顿圈基本要求:1.1 掌握光的相干条件和光程的概念。

1.2 理解双光束干涉时，光强的分布特征1.3 掌握等倾干涉和等厚干涉的基本概念及其应用，了解条纹定义域和额外程差的形成条件1.4 了解迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的原理及其应用，掌握法布里-珀罗干涉仪的多光束干涉的特点1.5 了解薄膜光学的内容1.6 了解时间相干性和空间相干性的概念1.7 学会用菲涅耳公式解释半波损失教学要点:掌握光的干涉的基本理论及主要干涉现象的光强分布。

光学电子版高文琦南京大学出版社

1.6.2 孔径光阑入射光瞳和出射光瞳1.6.3 光学系统中孔径光阑的求法1.6.4 视场光阑入射窗和出射窗1.7 光学仪器1.7.1 眼睛1.7.2 放大镜1.7.3 投影仪器1.7.4 照相机1.7.5 显微镜1.7.6 望远镜1.7.7 目镜1.8 像差1.8.1 像差概述1.8.2 球面像差1.8.3 彗形像差1.8.4 像散和像场弯曲1.8.5 畸变1.8.6 色差习题2 光度学的基本概念2.1 光通量2.2 发光强度2.3 照度2.4 亮度发光表面所产生的照度2.5 量度单位2.6 经过光学系统的光通量习题3 光的干涉3.1 光的干涉现象3.2 线性叠加原理和相干条件3.2.1 电磁场的线性叠加原理3.2.2 电磁波平均能流密度和光强3.2.3 叠加区域中的场强和光强，相干条件3.3 杨氏实验的分析3.3.1 相干条件的满足3.3.2 观察屏上光强的讨论3.4 一些实际问题的考虑3.4.1 条纹对比度3.4.2 时间相干性——相干长度和相干时间3.4.3 空间相干性3.5 实现干涉的方法3.5.1 波前分割法3.5.2 振幅分割法3.6 迈克耳孙干涉仪3.6.1 仪器的结构3.6.2 仪器的等效光路3.6.3 等倾干涉条纹的特征3.6.4 几种振幅分割的干涉仪3.6.5 傅里叶变换分光计3.7 多光束干涉3.7.1 多光束干涉的原理3.7.2 多光束干涉仪的结构和条纹特征3.7.3 自由光谱程和分辨本领3.7.4 激光器的谐振腔习题4 光的衍射4.1 光的衍射现象4.2 衍射的分类4.3 惠更斯-菲涅耳原理4.4 菲涅耳衍射4.4.1 球面波的自由传播4.4.2 圆孔衍射4.4.3 圆屏衍射4.4.4 菲涅耳波带片4.5 夫琅和费衍射4.5.1 平行光照明时的单缝衍射4.5.2 圆孔衍射4.5.3 远区场衍射和近区场衍射4.6 分辨本领4.6.1 望远镜的分辨本领4.6.2 显微镜的分辨本领4.6.3 衍射受限光学系统4.7 衍射光栅4.7.1 结构与作用4.7.2 光栅强度公式的推导4.7.3 强度分布曲线的规律4.7.4 光谱分析元件的三个参数4.7.5 其他形式的光栅方程式和闪耀光栅4.7.6 振幅矢量图4.7.7 光栅的应用习题5 光的偏振5.1 有关偏振光的一些概念5.1.1 光的偏振性5.1.2 光的偏振结构5.1.3 自然光5.1.4 部分偏振光5.2 各种偏振状态的数学表达式5.2.1 直线偏振光5.2.2 圆偏振光5.2.3 椭圆偏振光5.3 偏振光的强度5.3.1 偏振器5.3.2 马吕斯定律5.4 反射、折射产生偏振光5.4.1 菲涅耳公式5.4.2 反射率和透射率5.4.3 反射、折射时的偏振现象5.4.4 半波损失的解释5.5 二向色性物质产生偏振光5.5.1 线型光栅偏振器5.5.2 二色性晶体5.5.3 人造偏振片5.6 散射产生偏振5.6.1 散射的分类5.6.2 瑞利散射定律5.6.3 散射光的偏振状态5.7 利用双折射产生偏振光5.7.1 双折射现象的基本概念5.7.2 单轴晶体中双折射现象的解释5.7.3 寻常光和非常光的相对光强5.7.4 双折射偏振器5.8 相位延迟器——波片5.8.1 相位延迟作用5.8.2 全波片5.8.3 半波片5.8.4 1/4波片5.8.5 可变相位延迟板5.9 光波偏振态的定性分析5.10 偏振光的干涉5.10.1 实验装置及现象5.10.2 偏振光干涉的强度公式5.10.3 实验现象的解释显色偏振5.10.4 会聚偏振光的干涉5.11 旋光性5.11.1 旋光现象5.11.2 旋光性的解释5.11.3 菲涅耳假设的实验证明5.12 感应的光效应5.12.1 光弹效应5.12.2 电光效应5.12.3 法拉第效应5.12.4 液体中的各向异性——液晶习题6 光的量子现象6.1 热辐射普朗克公式6.1.1 热辐射基尔霍夫定律6.1.2 黑体辐射以及经典理论6.1.3 腔内电磁辐射的模式推导6.1.4 普朗克的量子假说普朗克公式6.1.5 光测高温法6.2 光电效应爱因斯坦方程6.2.1 光电效应的实验规律6.2.2 经典波动理论的困难6.2.3 光量子爱因斯坦方程6.2.4 光电效应的应用6.3康普顿效应6.3.1 康普顿效应的实验定律6.3.2 康普顿效应的理论解释6.4 光的波粒二象性6.4.1 德布罗意波6.4.2 几率波6.4.3 不确定关系式习题7 近代光学的一些课题7.1 激光7.1.1 光的自发辐射、受激吸收和受激辐射7.1.2 光在介质中的增益7.1.3 光振荡条件7.1.4 纵横和横模7.1.5 激光器的种类7.1.6 激光的应用7.2 全息照相7.2.1 全息照相的特点7.2.2 全息照相的基本原理7.2.3 全息图的几种类型7.2.4 全息干涉计量7.3 光信息处理初步7.3.1 预备知识7.3.2 阿贝成像理论7.3.3 阿贝一波特实验与空间滤波7.3.4 光信息处理的应用。

andor光谱仪特点

±0.04nm
SR-750
F/9.5
28mm×14mm
±0.03nm
中阶梯光栅光 F/7，焦距长 13.3mm 谱仪 ME5000 度 195mm 13.3mm
× 0.05nm
0.08nm@2400l/mm,300nm
±0.05nm
2×10（—4） 40mm×40mm SR-163 手动调节波长
高光通量，多种可更换光栅可选，
底座
成反比
位为 nm,通常波长精缝宽度，系统光学相差等。
动机械和整个仪器的
度随波长变化
稳定性
SR-163 SR-193i
F/3.6 F/3.6
28mm×10mm
±0.25nm
30 mmx 16mm
0.15nm
SR-303i
F/4
28mm×14mm
±0.04nm
SR-500i
F/6.5
28mm×14mm
0.07nm@1200l/mm,500nm
1CCD 出）B2(1 狭入，2CCD 出）C(2 狭入，支持单点探测器，能做到一机多
1CCD 出）D1(2 狭入，1 狭出，1CCD 出）用
D2(2 狭入，2CCD 出)
0.02nm@2400l/mm,300nm
0.01nm
2.6×10（—5） 68mm×68mm 同上
支持单点探测器，分辨率高，低
0.04nm@1200l/mm,500nm
串扰多路光谱能提供最佳系统
分辨本领（λ/Δλ)6000
无机械部分，稳 1.5×10（—4）软件温度校正功能，无需光栅扫描即可一次性得到 230-975nm 全谱数据，内无机械部分，稳定性高，
0.1nm@500nm

扫描电镜及电子探针

4.3 扫描电镜　4.3.1 扫描电镜的特点和工作原理　自从1965年第一台商用扫描电镜问世后，它得到了迅速发展。

其原因在于扫描电镜弥补了透射电镜的缺点，是一种比较理想的表面分析工具。

透射电镜目前达到的性能虽然很高，如分辨本领优于0.2～0.3nm，放大倍数几十万倍，除放大成像外还能进行结构分析等，但其有一个最大的缺点就是对样品要求很高，制备起来非常麻烦。

而且，样品被支撑它的铜网蔽住一部分，不能进行样品欲测区域的连续观察。

扫描电镜则不然，它可直接观察大块试样，样品制备非常方便。

加之扫描电镜的景深大、放大倍数连续调节范围大，分辨本领比较高等特点，所以它成为固体材料样品表面分析的有效工具，尤其适合于观察比较粗糙的表面如材料断口和显微组织三维形态。

扫描电镜不仅能做表面形貌分析，而且能配置各种附件，做表面成分分析及表层晶体学位向分析等。

　扫描电镜的成像原理，和透射电镜大不相同，它不用什么透镜来进行放大成像，而是象闭路电视系统那样，逐点逐行扫描成像。

图4.55 扫描电镜工作原理图4.55是扫描电镜工作原理示意图。

由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2～3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等。

这些物理信号的强度随样品表面特征而变。

它们分别被相应的收集器接受，经放大器按顺序、成比例地放大后，送到显像管的栅极上，用来同步地调制显像管的电子束强度，即显像管荧光屏上的亮度。

由于供给电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也就是供给阴极射线显像管的扫描线圈的电源，此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电子束作同步扫描。

因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电子束的位置是一一对应的。

这样，在长余辉荧光屏上就形成一幅与样品表面特征相对应的画面——某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。

画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。

色分辨本领公式

色分辨本领公式
色分辨本领公式是用来计算一个人对不同颜色的分辨能力的公式。

在日常生活中，我们经常要面对各种各样的颜色，而人的分辨能力会直接影响到我们对事物的观察和理解。

因此，掌握色分辨本领公式对于我们来说是非常重要的。

色分辨本领公式是基于色光学和人眼的视觉特性而设计的。

人眼对不同波长的光敏感度是不同的，因此我们可以通过测量人眼对不同颜色的敏感程度来计算其分辨本领。

该公式的基本原理是通过计算人眼对两种不同颜色的分辨能力来评估一个人在日常生活中对颜色的敏感程度。

常见的色分辨本领公式可以采用以下形式：
色分辨本领 = (最大可分辨颜色数 / 色彩空间尺寸) × 100
其中，最大可分辨颜色数表示一个人能够区分的最多颜色的数量，色彩空间尺寸表示选定的颜色空间的尺寸大小。

通过使用以上公式，我们可以得到一个人的色分辨本领的数值。

数值越高，表示一个人对颜色的分辨能力越强，反之则表示分辨能力较差。

除了色分辨本领公式外，还有一些其他方法可以评估一个人的色分辨能力。

比如，可以使用色盲测试来检测人眼对颜色的敏感程度。

色盲测试是利用特定的图形或颜色组合来判断一个人是否存在色盲或色弱的情况。

色分辨本领公式是用来评估一个人对不同颜色的分辨能力的工具。

掌握这个公式可以帮助我们更好地理解和应用颜色，提高我们在日常生活和工作中对颜色的观察和理解能力。

《光学教程》第五版姚启钧第四章光的衍射

4.1 光的衍射现象
光的衍射现象
衍射屏观察屏衍射屏
观察屏
*
S

a
L
L
S
~a

定义:光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象叫光的衍射。
4.2 惠更斯—菲涅耳原理
4.2.1惠更斯原理
波前（波阵面）上的每一点都可作为次波的波源，各自収出球面次波；在后一时刻这些次波的包络面就是新的波前。
dx x 0 θ r0
A0 dx dE cost kr b A0 dx cost k (r0 x sin ) b
b 2 b 2
k
2

P点合振幅为：
令
A0 AP dE cost kr0 kx sin dx b 2 t kr0 , k sin sin
0.047 0.017
0
sin

b
b
2
b
2 b
由
sin u I I0 ，可得到以下结果： u
1. 主最大（中央明纹中心）位置： sin u 1 I I 0 I max 0处，u 0 u
即为几何光学像点位置
2. 极小(暗纹)位置:
衍射条纹特点： 1. 衍射图样为同心的明暗相间的圆环 2. 中心亮斑称为爱里斑
半角宽度:
0 0.61 1.22
R

D
D:为圆孔直径
4.8 平面衍射光栅
4.8.1 光栅
a. 定义任何具有空间周期性的衍射屏都可叫做衍射光栅
光栅是由大量的等宽等间距的平行狭缝或(反射面)组成 b. 光栅的种类

光学仪器的色分辨本领课件

光学仪器的色分辨本领课件
一、引言
光学仪器是人类观察和研究光现象的重要工具。

其中，色分辨本领是评价光学仪器性能的重要指标之一。

本课件将详细介绍光学仪器的色分辨本领及其相关原理。

二、光的色散与光谱
1. 光的色散：光在介质中传播时，由于不同波长的光在介质中的折射率不同，导致光发生色散现象。

色散使得白光分解成不同颜色的光谱。

2. 光谱：光谱是光的颜色按波长或频率的排列。

可见光谱的范围大约是380-780纳米，对应着红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。

三、光学仪器的色分辨本领
1. 定义：光学仪器的色分辨本领是指仪器能够区分相邻色光的最小波长差。

色分辨本领越高，仪器对颜色的分辨能力越强。

2. 影响因素：光学仪器的色分辨本领受到光源、仪器结构、观测条件等多种因素的影响。

例如，光源的光谱纯度、仪器的光学设计、观测时的光照条件等都会对色分辨本领产生影响。

四、提高光学仪器色分辨本领的方法
1. 优化光学设计：通过改进光学系统的结构，如采用消色差透镜、使用多层膜反射镜等，可以减小色差，提高色分辨本领。

2. 采用高质量光源：使用光谱纯度高、稳定性好的光源，可以
提高仪器的色分辨本领。

3. 控制观测条件：在观测时，选择合适的光照条件，避免过强或过弱的光线对观测结果产生影响。

五、总结
光学仪器的色分辨本领是评价其性能的重要指标之一。

通过优化光学设计、采用高质量光源以及控制观测条件等方法，可以提高光学仪器的色分辨本领，从而更好地满足科学研究和技术应用的需求。

光学衍射及偏振

2. 半波带法如图缝宽为a的狭缝，波长为
的平行光入射，衍射角为时，将波阵面AB分为若干个等条带使每个条带的上边缘与下边缘处的光程差为/2，称为半波带
a
B 半波带
θ
1
半波带
A
2 1′ 2′
λ /2
A、B处发出的光在p点处的光程差：=asin。当： •=时，可将缝分为两个“半波带”
o

·
-2.46π
·
-1.43π
+1.43π
+2.46π
解得 :=1.43, 2.46, 3.47, „... 相应 :asin=1.43, 2.46, 3.47, „„，次极大位置（与半波带法比，向中心偏移）相对光强依次为： 4.7%, 1.65%, 0.8%,…...
2 a
3 d
a
0 d
d
3 2 a d a
sin
当在某个方向，衍射光强为零时，相应位置的主极大将消失。即：某个方向上， k= kd/a时，相应的主极大缺级
如上例：d/a=2，则k=2，4，6，……干涉主极大相应位置为暗纹
例6：单色平行光垂直入射到一双缝上，其夫琅和费衍射的中央明纹宽度内仅有13条干涉明纹。求缝距与缝宽的关系。解：法1：衍射的中央极大的宽度：x=2ftg12f/a 双缝干涉的明纹位置：x=ftgfk/d
两个“半波带”上发的光在P处干涉相消暗纹 • 当=3/2 时，可将缝分成三个 “半波带”： P 处近似为明纹中心 a • 当 =2 时，可将缝分成四个“半波带”： P 处形成暗
B
θ a
Bθ
A
/2
A
/2
显然：当=asin为半波长的偶数倍时，即：