波动光学英文名词
专业英语-波动光学 2
Superposition of Waves（波的叠加）
Consider two waves, derived from the same source, but characterized by phase difference Φ. They may be written as
For convenience, we allow them to have the same amplitude. If the waves are superposed, the resultant electric field is
If we multiply both numerator and denominator by b, and define β=kbsinθ/2, we may write
More-proper analysis, based on electromagnetic theory and a twodimensional formulation would include an additional factor of iλ in the expression for E(θ), but the important part is the variable sinβ/β.
The total field at P is the sum of the fields due to individual elements. If the dimension of the slit is b and its center, s=0, this is just the integral where constant terms have been removed from the integral. The integrand is of the form exp(a·s), so the integral is easily evaluated
实用英语：天文学名词词汇（五）
Fabry-Perot imaging spectrograph 法布⾥-珀罗成象摄谱仪Fabry-Perot interferometry 法布⾥-珀罗⼲涉测量Fabry-Perot spectrograph 法布⾥-珀罗摄谱仪face-on galaxy 正向星系face-on spiral 正向旋涡星系facility seeing ⼈为视宁度fall 见落陨星fast pulsar 快转脉冲星fat zero 胖零Fermi normal coordinate system 费⽶标准坐标系Fermi-Walker transportation 费⽶-沃克移动fibre spectroscopy 光纤分光field centre 场中⼼field galaxy 场星系field pulsar 场脉冲星filter photography 滤光⽚照相观测filter wheel 滤光⽚转盘find 发见陨星finder chart 证认图finderscope 寻星镜first-ascent giant branch 初升巨星⽀first giant branch 初升巨星⽀flare puff 耀斑喷焰flat field 平场flat field correction 平场改正flat fielding 平场处理flat-spectrum radio quasar 平谱射电类星体flux standard 流量标准星flux-tube dynamics 磁流管动⼒学f-mode f 模、基本模following limb 东边缘、后随边缘foreground galaxy 前景星系foreground galaxy cluster 前景星系团formal accuracy 形式精度Foucaultgram 傅科检验图样Foucault knife-edge test 傅科⼑⼝检验fourth cosmic velocity 第四宇宙速度frame transfer 帧转移Fresnel lens 菲涅尔透镜fuzz 展。
物理学名词
1/4波片quarter-wave plateCG矢量耦合系数Clebsch-Gordan vector coupling coefficient; 简称“CG[矢耦]系数”。
X射线摄谱仪X-ray spectrographX射线衍射X-ray diffractionX射线衍射仪X-ray diffractometer[玻耳兹曼]H定理[Boltzmann] H-theorem[玻耳兹曼]H函数[Boltzmann] H-function[彻]体力body force[冲]击波shock wave[冲]击波前shock front[狄拉克]δ函数[Dirac] δ-function[第二类]拉格朗日方程Lagrange equation[电]极化强度[electric] polarization[反射]镜mirror[光]谱线spectral line[光]谱仪spectrometer[光]照度illuminance[光学]测角计[optical] goniometer[核]同质异能素[nuclear] isomer[化学]平衡常量[chemical] equilibrium constant[基]元电荷elementary charge[激光]散斑speckle[吉布斯]相律[Gibbs] phase rule[可]变形体deformable body[克劳修斯-]克拉珀龙方程[Clausius-] Clapeyron equation[量子]态[quantum] state[麦克斯韦-]玻耳兹曼分布[Maxwell-]Boltzmann distribution[麦克斯韦-]玻耳兹曼统计法[Maxwell-]Boltzmann statistics[普适]气体常量[universal] gas constant[气]泡室bubble chamber[热]对流[heat] convection[热力学]过程[thermodynamic] process[热力学]力[thermodynamic] force[热力学]流[thermodynamic] flux[热力学]循环[thermodynamic] cycle[事件]间隔interval of events[微观粒子]全同性原理identity principle [of microparticles][物]态参量state parameter, state property[相]互作用interaction[相]互作用绘景interaction picture[相]互作用能interaction energy[旋光]糖量计saccharimeter[指]北极north pole, N pole[指]南极south pole, S pole[主]光轴[principal] optical axis[转动]瞬心instantaneous centre [of rotation][转动]瞬轴instantaneous axis [of rotation]t 分布student's t distributiont 检验student's t testＫ俘获K-captureＳ矩阵S-matrixＷＫＢ近似WKB approximationＸ射线X-rayΓ空间Γ-spaceα粒子α-particleα射线α-rayα衰变α-decayβ射线β-rayβ衰变β-decayγ矩阵γ-matrixγ射线γ-rayγ衰变γ-decayλ相变λ-transitionμ空间μ-spaceχ 分布chi square distributionχ 检验chi square test阿贝不变量Abbe invariant阿贝成象原理Abbe principle of image formation阿贝折射计Abbe refractometer阿贝正弦条件Abbe sine condition阿伏伽德罗常量Avogadro constant阿伏伽德罗定律Avogadro law阿基米德原理Archimedes principle阿特伍德机Atwood machine艾里斑Airy disk爱因斯坦-斯莫卢霍夫斯基理论Einstein-Smoluchowski theory 爱因斯坦场方程Einstein field equation爱因斯坦等效原理Einstein equivalence principle爱因斯坦关系Einstein relation爱因斯坦求和约定Einstein summation convention爱因斯坦同步Einstein synchronization爱因斯坦系数Einstein coefficient安[培]匝数ampere-turns安培[分子电流]假说Ampere hypothesis安培定律Ampere law安培环路定理Ampere circuital theorem安培计ammeter安培力Ampere force安培天平Ampere balance昂萨格倒易关系Onsager reciprocal relation凹面光栅concave grating凹面镜concave mirror凹透镜concave lens奥温电桥Owen bridge巴比涅补偿器Babinet compensator巴耳末系Balmer series白光white light摆pendulum板极plate伴线satellite line半波片halfwave plate半波损失half-wave loss半波天线half-wave antenna半导体semiconductor半导体激光器semiconductor laser半衰期half life period半透[明]膜semi-transparent film半影penumbra半周期带half-period zone傍轴近似paraxial approximation傍轴区paraxial region傍轴条件paraxial condition薄膜干涉film interference薄膜光学film optics薄透镜thin lens保守力conservative force保守系conservative system饱和saturation饱和磁化强度saturation magnetization本底background本体瞬心迹polhode本影umbra本征函数eigenfunction本征频率eigenfrequency本征矢[量] eigenvector本征振荡eigen oscillation本征振动eigenvibration本征值eigenvalue本征值方程eigenvalue equation比长仪comparator比荷specific charge; 又称“荷质比(charge-mass ratio)”。
波动光学
例如：两盏普通白炽灯 的灯光的叠加。
说明：这种非相干性是由于观测效果和受实验手段限制而产生的，
与频率不同的光的非相 干叠加有区别。
2. 相干叠加 设两相干光相遇：
I E E E 2 E10 E20
2 0
2 10
2 20
cos(
0
1
2
1 )dt
I1 I 2 2 I1 I 2 cos( 2 1 ) 其中， I1 I 2 cos( 2 1 )为干涉项。 2
四、获取相干光的办法 1.分波阵面
S
S1
S2
在波振面上分出两 部分S1S2作为相干 光源
见彩图
S
2.分振幅 1
2
通过上下表面反射，把入射光
分为几部分，每部分有一定的 强度（振幅）
相干光的获得 1）分波阵面法 杨氏干涉
原则：‘同出一源，分之为二’
纵截面图
S1
剖面图
r1 r2
S
在波振面上分出 两部分S1S2作为
相干光（conherent light）
频率相同、振动方向相同、相位差恒定
相干现象：合振动强度按空间周期性变化 说明： 1. 对于机械振动，两独立波源容易满足相干条件，但对光波，要 保证两独立波源振动方向、相位差恒定是十分困难的。 2. 产生相干光的办法：将同一个光源发出的光通过分光装置（相当 于变成两个次级光源），从而保证其相干性。
单 缝 双缝
S2
屏
相干光源
2)分振幅法 S 透 镜 等倾干涉
通过上下表面反射，把入 射光分为几部分，每部分
P
S
P 透 镜
有一定的强度（振幅）
薄膜 剖面图
物理光学英文总结
1.麦克斯韦方程组（Maxwell’s equation）2.电感强度, electric displacement3.电场强度, electric field strength4.磁感强度, magnetic flux density5.磁场强度，magnetic field strength6.波动方程的平面简谐波解(Simple Harmonic Wave)7.布儒斯特定律( Brewster’s Law )Brewster’ law, in his own words, states that “when a ray of light is polarized（偏振）byreflection, the reflected（反射）ray forms a right angle with the refracted（折射）ray. On the laws which regulate the polarization of light 偏振光by reflection from transparent bodies.”8.光波的叠加, Superposition of waves9.驻波(Standing Wave)10.拍频（Beat frequency）11.相速度（Phase velocity）12.群速度(Group velocity)13.合成波resultant wave14.振幅amplitude15.干涉现象（Interference）：在两个（或多个）光波叠加的区域形成强弱稳定的光强分布的现象，称为光的干涉现象。
The term Interference refers to the phenomenon that waves, under certain conditions, intensify or weaken each other.16.相干光波（Coherent wave）相干光源，Coherent light source17.杨氏干涉实验（Young’s interference experiment）18.干涉条纹（Interference fringes）19.Path difference （路径差）20.Phase difference （位相差）21.The order of interference （干涉级）22.The light distribution（光分布）23.A maximum amount of light (maxima)24.A minimum amount of light (minima)25.干涉条纹的可见度The visibility (contrast) of interference fringes26.对比度（Contrast）：It can be defined as the ratio of the difference between maximumareance（面积比）E max, and mimimum areance, E min, to the sum of such areances:K=(E max-E min)/(E max+E min) The amount of power incident per unit area is called areance (illuminance).Visibility：K=(I max-I min)/(I max+I min)27.相干性与干涉（Coherence & interference）28.空间相干性（spatial coherence) 和时间相干性（temporal coherence）29.等厚干涉（Interference of equal thickness）30.平行平板(Plane-Parallel Plates)31.等倾干涉（Interference of equal inclination）32.法布里－泊罗干涉仪（Fabry-Perot interferometer）33.分辨极限和分辨本领（Resolvance of the interferometer）34.光学系统的分辨本领（Resolving power of an optical system）35.光的衍射（Diffraction）36.衍射实验(Diffraction experiment)37.衍射现象的分类(Classification of light diffraction)（1）夫琅和费衍射(Fraunhofer diffraction)（2）菲涅耳衍射（Fresnel diffraction ）38.矩孔衍射(Diffraction by a rectangular aperture)39.强度分布计算（Intensity distribution calculation）40.单缝衍射(Diffraction by a single slit)41.夫琅和费圆孔衍射(Fraunhofer diffraction by a circular aperture)42.椭圆的衍射图样(Diffraction pattern)43.光学成像系统的衍射和分辨本领Diffraction and resolving power of an optical system44.光学系统的分辨本领（Resolving power of an optical system）45.瑞利判据（Rayleigh’s criterion）46.双缝衍射（Double-slit diffraction）47.多缝衍射（Multiple-slit diffraction）48.衍射光栅( Diffraction gratings )49.光栅方程（The grating equation）50.光栅分辨本领(Resolvance of a grating)51.光的偏振（Polarization of light）52.偏振光与自然光，Polarized light and Natural light53.线偏振光（Linearly polarized light）54.圆偏振光（Circularly polarized light）55.椭圆偏振光（Elliptically polarized light）56.部分偏振光( Partially polarized light)57.偏振光的产生（Production of polarized light）反射和折射、二向色性、散射、双折射Polarization by reflectionPolarization by transmissionPolarization by dichroismPolarization by scatteringPolarization by birefringence58.马吕斯定律(Malus’ law)和消光比(Extinction ratio）59.起偏器（Polarizer ）：用来产生偏振光的偏振器件。
波动光学
Contents
波动光学
光的干涉
光的衍射
光的偏振
杨氏实验
薄膜干涉
单缝衍射
圆孔衍射
衍射光栅
偏振态
双折射
旋光性
光的干涉 Optical interference
一、波的基本性质
二、光程和光程差
三、杨氏实验
四、洛埃镜
五、薄膜干涉
一、 波的基本性质
The basic nature of the wave
这些条纹都与狭缝平行，条纹间的距离彼此相等.
光的干涉示意图
2、实验分析
屏 P
Experimental Analysis
S1 S
r1
Ө
x
r2
d
ΔL
S2
L
x L r2 r1 d sin d L
3、实验结论Experimental results
明纹
S1
●
P
o
●
S
O
0
S2
I
d:两狭缝的距离
杨氏实验
Young's Experiment
1、实验描述 2、实验分析
3、实验结论
1、实验描述
杨氏实验的前提条件：获得两束相干波源 任何两个独立光源都不是相干光源 同一光源不同部分发出的光波
能级跃迁辐射
E2
Experiment description
波列
= (E2-E1)/h
E1 波列长L
这表示干涉条纹整体向下平移了10mm.
四、洛埃镜
Lauer Mirror
一个光源直接发出的光和它在平面镜上反射的光构 成相干光源，能在屏上产生明暗相间的干涉条纹。
波动光学英文名词
附
录
9
物理学
第五版
物理学
第五版
物理学名词中英文对照
偏振片 起偏器 检偏器 马吕斯定律 布儒斯特角 双折射 寻常光
polaroid polarizer analyzer Malus law Brewster angel birefringence ordinary light
附
录
10
物理学
第五版
物理学
附
录
5
物理学
第五版
物理学
第五版
物理学名词中英文对照
等厚条纹 牛顿环 迈克耳孙 干涉仪 半透明膜 时间相干性 光的衍射
equal thickness fringes Newton ring Michelson interferometer semi-transparent temporal coherence diffraction of light
附
录
2
物理学
第五版
物理学
第五版
物理学名词中英文对照
空间相干性 老埃得镜 双镜 光程 光程差 薄膜干涉 入射线
spatial coherence Lloyd mirror bimirror optical path optical path difference film interference incident ray
附
录
7
物理学
第五版
物理学
第五版
物理学名词中英文对照
圆孔衍射 艾里斑 最小分辨角 光栅 光栅常数 光栅方程 光栅光谱
circular hole diffraction Airy disk angle of minimum resolution grating grating constant grating equation grating spectrum
第七章波动光学Wavenatureoflight
光 轴
5、入射光线在晶体主截面内，o光的振动
4面、垂主直截于面晶体--主-截通面过，光e轴光并的与振任动一面晶同面晶正体交的面
主截面平行，即o光和e光相互垂直。 第七章波动光学Wavenatureoflight
四.尼科尔棱镜 — 较理想偏振光的器件
第七章波动光学Wavenatureoflight
3.二向色性 — 各向异性媒质对于光的吸 收也与振动方向（选择性 吸收）有关的性质。
3.旋光率(specific rotatory) (与物质性质、入射光的波长有关)
右旋物质＞0 左旋物质＜0 第七章波动光学Wavenatureoflight
D
2
第七章波动光学Wavenatureoflight
明暗纹在屏上的位置
x k D k 0, 1, 2, 明纹；
a
x (2k 1) D k 0, 1, 2, 暗纹
2a
相邻明纹(或暗纹)间的距离
X Xk 1 Xk D
a
第七章波动光学Wavenatureoflight
二、光程和光程差
入射光线在晶体主截面内，o光的振动 面垂直于晶体主截面，e光的振动面同晶体 主截面平行，即o光和e光相互垂直。
第七章波动光学Wavenatureoflight
3、光轴（optical axis）
---晶体内部的一个特殊
方
方向上，o光和e光的
解
折射率相同，不发生
石 晶
双折射现象，这一方
体 的
向称为晶体的光轴。
3.衍射条纹的特点
（1） 中央明纹的宽度是其它明纹宽度2倍
（2） 明、暗条纹条件
asin 2k
2
k 1, 2, 暗条纹
托福学科词汇：物理
托福学科词汇：物理physics 物理mechanics 力学thermodynamics 热力学acoustics 声学electromagnetism 电磁学optics 光学dynamics 动力学force 力velocity 速度acceleration 加速度equilipium 平衡statics 静力学motion 运动inertia 惯性gravitation 引力relativity 相对gravity 地心引力vipation 震动medium (media) 媒质frequency 频率wavelength 波长pitch 音高intensity 强度echo 回声resonance 回声，洪亮托福词汇表sonar 声纳ultrasonics 超声学electricity 电static electricity 静电magnetism 磁性，磁力magnet 磁体electromagnet 电磁magnetic field 磁场electric current 电流direct current (DC) 直流电alternating current (AC) 交流电electric circuit 电路electric charge 电荷electric voltage 电压electric shock 触电electric appliance 电器conductor 导体insulator 绝缘体semiconductor 半导体battery (cell) 电池dry battery 干电池storage battery 蓄电池electronics 电子学electronic 电子的electronic component (part) 电子零件integrated circuit 集成电路chip 集成电器片，集成块electron tube 电子管vacuum tube 真空管transistor 晶体管amplification ( 名词) 放大amplify （动词）放大amplifier 放大器，扬声器oscillation 震荡optical 光（学）的optical fiber 光学纤维lens 透镜，镜片convex 凸透镜concave 凹透镜microscope 显微镜telescope 望远镜magnifier 放大镜spectrum 光谱ultraviolet 紫外线X rays X 射线Gamma rays γ 射线infrared rays 红外线microwaves 微波dispersion 色散transparent 透明translucent 半透明opaque 不透明的汉克斯英语源自香港服务全国。
第六章-波动光学01
为光密媒质。 光在垂直入射情况下，如果光是从光疏
媒质传向光密媒质并在其分界面上反射时将 发生半波损失。折射波无半波损失。
入射波
n1
反射波
n2 折射波
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例 6-1 在双缝干涉实验中，两缝的间距为 0.6mm，照亮狭缝S 的光杠杆汞弧灯加上绿 色滤光片，在2.5m远处的屏幕上出现干涉条 纹，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27 mm。试计算入射光的波长。
Imin
4π 2π 0
2 I1I 2 2π 4π
干涉相消
2 I1I 2 I1+ I2
Δj
干涉相长 I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2
当
I1 = I2 时
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cosΔj = 2 I 1 (1+cosΔj ) = 4 I 1cos2(Δ2j )
点光源 s*
屏
M1
s1 *
1
2
A
s2 *
Ca 1
M2 2
B
上一张 下一张
返回
二、菲涅耳(A.J.Fresnel)双镜实验
点光源 s*
屏
M1
s1 *
1
2
A
s2 *
Ca 1
M2 2
B
上一张 下一张
返回
三、劳埃(H.Lloyd)镜实验
点光源 s1
s 2*
虚光源
.
M
P
反射镜
A 屏
B
上一张 下一张
返回
三、劳埃(H.Lloyd)镜实验
如：杨氏实验、菲涅耳双棱镜实验、
光学名词中英文对照
光学名词中英文对照光圈(Iris)：位于摄像机镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可用来控制通过镜头的光线的多少。
可变光圈(Iris diaphragm)：镜头内部用来控制阑孔大小的机械装置。
或指用来打开或关闭镜头阑孔，从而调节镜头的f-stop的装置。
隔离放大器(Isolation amplifier)：输入和输出电路经过特殊设计，可以避免两者互相影响的放大器。
抖动(现象)(Jitter)：由于机械干扰或电源电压、元器件特性等的变化所引起的信号不稳定，信号的不稳定可能是振幅上的或是相位上的，也可能两者兼有。
滞后(Lag)：电视拾像管中，去除励磁后，两帧或多帧图像的电荷映像的短暂停留。
激光(Laser)：Light amplification by stimulated emission of radiation 的缩写。
激光器是一个光学谐振腔，两端装有平面镜或球面镜，中间装有光放大材料。
它使用光学或电学的方法激发其中的材料，使材料的原子受激发产生一束亮光，亮光透过其一端的镜面发射出来。
输出的光束是高度单色(纯色)和非扩散性的。
前缘(Leading edge)：脉冲升高部分的主部，其位置一般位于总振幅的10－90%处。
镜头(Lens)：由一片或多片弧面（通常为球面）光学玻璃组成的透明光学部件。
它可以用来聚集或分散被摄物发出的光，从而生成被摄物的实像或虚像。
菲涅耳透镜(fresnel Lens)：被切割成窄环状再打平的镜头。
镜头上有一圈圈的窄同心圆或梯级，它们可以将（各个方向射来的）光线汇聚成图像。
镜头速度(Lens speed / f-number)：镜头的透光能力。
F值是焦距（FL）与镜头直径的比值。
比较快的镜头的值可能是f / 1.4，而f / 8的镜头其速度就相当低了。
f值越大，镜头的速度越慢。
透镜系统(Lens system)：指两个或多个透镜的有机组合。
光(Light)：眼睛可以看到的电磁射线，波长在400nm(蓝色)到750 nm（红色）的范围内。
ch12 interference
λ So the largest integer m can be 15.
0.01 × 10−3 = = 15.8 −9 632.8 × 10
One slit of a double-slit arrangement is covered by Exercise a thin glass plate of refractive index 1.4, and other by a thin glass plate of refractive index 1.7. The point on the screen at which the central maximum fell before the glass plates were inserted is now occupied by what had been the m = 5 bright fringe. Assuming that λ = 480 nm and that the plates have the same thickness t, find t. Solution: n1=1.4 m=5 Before inserting the glass plates, the center maximum satisfies: r2 − r1 = 0 n2=1.7 Conclusions? Now, for the 5th bright fringe: (n2t + r2 − t)− (n1t+r1 − t) = 5λ We have (n2 − n1) t +( r2 − r1 ) = 5λ
(1.00) (632.8 × 10−9 ) = ±5 (0.01 × 10−3 )
= ±31.6 cm.
b
(c) What is the highest-order constructive interference possible with this experiment? Solution: Taking sinθ =1 in d sin θ = ± mλ， gives the highest-orde1.5λ )
波动光学
第五篇波动光学(Wave Optics)·光学是研究光的现象、光的本性和光与物质相互作用的学科，是物理学的一个重要分科。
·人类对光的研究已有3000余年的历史；·20世纪60年代激光问世后，光学有了飞速的发展，形成了现代光学。
·光学通常分为以下三部分：几何光学：以光的直线传播规律为基础研究各种光学仪器的理论。
波动光学：研究光的电磁性质和传播规 律，特别是干涉、衍射、偏振 的理论和应用。
量子光学：以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。
·限于本课教学要求，将只讲授波动光学与 量子光学的有关内容。
第1章 光的干涉 (Interference of light)§1 光源的发光特性 一、光源光源(light source)的最基本发光单元是分子、原子。
发光时间 τ～10-8秒 2-E 1)/h1 2能级跃迁辐射波列1.普通光源：自发辐射一个原子发光是间歇的 不同原子发光是独立的独立 指：·前后发光间隔；·频率；·相位关系； ·振动方向； ·传播方向2.激光光源：受激辐射独立不同原子发的光)(同一原子先后发的光)普通光源发光(自发辐射)ν完全一样(频率、相位、振动方向)激光光源发光(受激辐射)二、普通光源获得相干光的途径·分波面法(method of dividing wave front)·分振幅法(method of dividing amplitude)§2 双缝干涉 干涉问题要分析： (1)相干光是谁 (2)波程差(光程差)计算(3)条纹特点(形状、位置、分布、条数、 移动等)(4)光强公式、光强曲线分振幅法S 用普通光源获得相干光的典型途径一、双缝干涉双缝干涉 (double slit interference) 装置单色光入射D >> d (d ~ 10-4m ， D ~ m)1.相干光相干光(coherent light)：S 1、S 2发的光。
第十三章波动光学SUN
2.干涉条件
2e
2
k
(2K
1)
2
明 暗
r2 R
2
k
(2K
1)
2
明 暗
r k 1 R 明
2
r kR
暗
o
R
e
r
1.实验装置
3.讨 论 1).反射光方向看,中心为暗斑.
透射光方向看,中心为亮斑.
o
R
2).条纹形状内疏外密.
n
e
3).有无半波损失,应看具体情况而定.
4).牛顿环的实际应用:
d
x D
S1 r1
d
r2
o'
M
S2
D
明纹 暗纹
P
x
0
dx D
k
k
2
明纹 暗纹
xk
k
D
d
(2k 1)
D
2d
明 暗
讨论:
(1) x=0处, 中央明纹
(2) 条纹间距 相等
x
xk 1
xk
D
d
P
S1
R1
x
d
r2
o'
M
0
S2
D
x d x
(3) D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长
方法一： 方法二：
2.衍射的分类 ① 菲涅耳衍射
光源和显示屏离 障碍物的距离为 有限远。
S 光源
② 夫琅和费衍射 光源和显示屏离 S
障碍物的距离为 光源 无限远。
A
B 障碍物
A
B 障碍物
E 接收屏
E
接收屏
二、惠更斯—菲涅耳原理
波动光学WaveOptics光波的基本性质一维波动方程One
四、波叠加原理
对于线性微分方程，叠加原理成立：如果 和 分别满足 某一微分方程，那么 同样也满足该方程。 如果 得到 波的叠加原理是光的干涉与衍射特性的理论基础。 • 一个波可以具有周期性，但不必要是简谐波， 如激光光波不一定是单色波； • 但是具有周期性的波总可以写成简谐行波的 线形组合； • 正向传播和反向传播的行波是相互独立，不 能互相表达。 ，并且
• 球坐标下单位体积表示为： • 球坐标下Laplacian算符表示为：
• 最后坐标独立的微分波动方程为：
选择哪个坐标体系视具体问题的对称情况而定
六、三维波动方程
平面波：介质的特性在与波传播方向垂直的任何一个平面上都相同 • 三维平面波方程可写为 • 在笛卡尔坐标 (Cartesian)下， • 波前 (wavefront)：定义 为 2π的整数倍的平面，与传播方向垂直； • 平面波的复数表达： 满足三维波动方程：其中 ， 其中 ；
• Huygens advanced several new concepts concerning the propagation of light waves. • Young championed the wave theory of light and discovered the principle of optical interference.
五、波的复数表达形式
复数在经典光学的讨论中可以带来代数运算方面的便捷。 虚数： ；复数： ，其中x和y分别为实部和虚部；
Euler relation:
Tayler series:
复平面
共轭复数：
conjugate complex c.c.
五、波的复数表达形式
复数运算
简谐波的复数表达 (方便三角函数计算)：
光学名词中英文对照
光学名词中英文对照光圈(Iris)：位于摄像机镜头内部的、可以调节的光学机械性阑孔，可用来控制通过镜头的光线的多少。
可变光圈(Iris diaphragm)：镜头内部用来控制阑孔大小的机械装置。
或指用来打开或关闭镜头阑孔，从而调节镜头的f-stop的装置。
隔离放大器(Isolation amplifier)：输入和输出电路经过特殊设计，可以避免两者互相影响的放大器。
抖动(现象)(Jitter)：由于机械干扰或电源电压、元器件特性等的变化所引起的信号不稳定，信号的不稳定可能是振幅上的或是相位上的，也可能两者兼有。
滞后(Lag)：电视拾像管中，去除励磁后，两帧或多帧图像的电荷映像的短暂停留。
激光(Laser)：Light amplification by stimulated emission of radiation 的缩写。
激光器是一个光学谐振腔，两端装有平面镜或球面镜，中间装有光放大材料。
它使用光学或电学的方法激发其中的材料，使材料的原子受激发产生一束亮光，亮光透过其一端的镜面发射出来。
输出的光束是高度单色(纯色)和非扩散性的。
前缘(Leading edge)：脉冲升高部分的主部，其位置一般位于总振幅的10－90%处。
镜头(Lens)：由一片或多片弧面（通常为球面）光学玻璃组成的透明光学部件。
它可以用来聚集或分散被摄物发出的光，从而生成被摄物的实像或虚像。
透镜，菲涅耳~(Lens,fresnel)：被切割成窄环状再打平的镜头。
镜头上有一圈圈的窄同心圆或梯级，它们可以将（各个方向射来的）光线汇聚成图像。
镜头速度(Lens speed / f-number)：镜头的透光能力。
F值是焦距（FL）与镜头直径的比值。
比较快的镜头的值可能是f / 1.4，而f / 8的镜头其速度就相当低了。
f值越大，镜头的速度越慢。
透镜系统(Lens system)：指两个或多个透镜的有机组合。
光(Light)：眼睛可以看到的电磁射线，波长在400nm(蓝色)到750 nm（红色）的范围内。
15波动光学1(杨氏双缝、薄膜)
例：
S1
n
r1
P
S2
n, d
r2
n(r2 d ) nd nr1
2
为真空中的波长
[n(r2 d ) nd nr1 ]
练习：一双缝装置的一个缝被折射率为 1.4的薄玻璃片所遮盖，另一个缝被折射 率为1.7的薄玻璃片所遮盖。在玻璃片插 入以后，屏上原来的中央极大所在点，现 变为第五级明纹。假定 480 nm，且两玻 璃片厚度均为d，求d。 解： S (1.7 1.4)d 5
1
d 8m
S
O
S2
二、透镜不引起附加的光程差
A B C a b c F
·
平行光透过透镜后，会聚在焦点，形成 亮点，说明各光线干涉相长、位相相同。 平行光的同相面与光线垂直，从任一同相 面算起，到会聚点，各光线的光程是相等 的。 解释：透镜折射率大于空气
A B C
a b c
F F
·
S
·
a b c
x4 (2k 1) d 2 2d 11.39 mm
632 .8nm
红光
练习：在双缝干涉实验中，用波长 546 .1nm 的单色光照射，双缝与屏的距离 D 300 mm ， 测得中央明纹两侧的两个第五级明条纹的间 距为12.2mm，求双缝间的距离。 D 5D 解： x5 k 6.1mm
二、相干光 1．光是一种电磁波 H 都与传播方向垂直 E、 电磁波是横波， 对人眼、感光仪器起作用的是 E 矢量， E 矢量的振动称 因此 E 矢量称为光矢量， 为光振动。
E
H
v
2．光源的发光机理 光源(light source)的最基本发光单元是 分子、原子。原子通过由高能级跃迁到低 能级而以光子的形式辐射出能量，由于能 量损失、周围原子的作用，发光的持续时 间很短。因此，一个原子一次发光只能发 出一段长度有限、频率一定、振动方向一 定的波列。
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偏振片 起偏器 检偏器 马吕斯定律 布儒斯特角 双折射 寻常光
物理学名词中英文对照
polaroid polarizer analyzer Malus law Brewster angel birefringence ordinary light
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入射角 反射线 反射角 反射定律 折射定律 折射角 折射率
物理学名词中英文对照
incident angle reflected ray reflection angle reflection law refraction law refraction angle refractive index
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物理学名词中英文对照
光密介质 光疏介质 单色光 费马原理 临界角 物光 全反射
optically denser medium optically thinner medium monochromatic light Fermat's principle critical angle object beam total reflection
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物理学名词中英文对照
等厚条纹 牛顿环 迈克耳孙 干涉仪 半透明膜 时间相干性 光的衍射
equal thickness fringes Newton ring Michelson interferometer
semi-transparent temporal coherence diffraction of light
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波动光学 波动说 波动性 相干光 相干光源 波列 杨氏实验
物理学名词中英文对照
wave optics undolatory theory undolatory property coherent light coherent source wave train Young experiment
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物理学名词中英文对照
惠更斯-菲涅耳 原理 菲涅耳衍射 夫琅和费衍射 单缝衍射 衍射角 半波带
Huygens-Fresnel principle Fresnel diffraction Fraunhofer diffraction single-slit diffraction angle of diffraction half-wave zone
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物理学名词中英文对照
人工双折射 旋光现象 椭圆偏振 圆偏振
artificial biefringence roto-optical phenomena elliptic polarization circular polarization
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13
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缺级 X射线衍射 布拉格公式 自然光 偏振光 线偏振光 部分偏振光
物理学名词中英文对照
missing order X-ray diffraction Bragg formula natural light polarized light linear- polarized light partial polarized light
附录
2
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物理学名词中英文对照
空间相干性 老埃得镜 双镜 光程 光程差 薄膜干涉 入射线
spatial coherence Lloyd mirror bimirror optical path optical path difference film interference incident ray
附录
8
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物理学名词中英文对照
圆孔衍射 艾里斑 最小分辨角
光栅 光栅常数 光栅方程 光栅光谱
circular hole diffraction Airy disk angle of minimum resolution grating grating constant grating equation grating spectrum
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物理学名词中英文对照
非常光 光轴 尼科耳棱镜 波片 ¼波片 半波片 克尔效应
extraordinary light optical axis Nicol prism wave plate quarter-wave plate half-wave plate Kerr effect
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物理学名词中英文对照
折射线 refracted ray 增透膜 transmission enhanced film 高反射膜 high-reflecting film 等倾equal inclination fringes 劈尖干涉 wedge interference 等厚干涉 equal thickness interference