大学物理光学1
大学物理1(波动光学知识点总结).ppt
差 =__________。若已知 λ = 5000Å，n = 1.5，A 点恰为
第四级明纹中心，则 e = ________ Å 。
S1 •
e
n
2 (n 1)e
A
e 40000 A
S2 •
6、用波长为5000Å的平行单色光垂直照射在一透射光栅上，在
分光计上测得第一级光谱线的衍射角为 30。则该光栅
最大值是最小值的5倍，那么入射光中自然光与线偏振
光的比值是：
A ）1/2 C ）1/3
B） 1/5 D） 2/3
( I0 I) / I0 5
2
2
I0 1 I 2
[例1]一束波长为 550 nm的平行光以 30º角入射到相距为
d =1.00×10 – 3 mm 的双缝上，双缝与屏幕 E 的间距为
D=0.10m。在缝 S2上放一折射率为1.5的玻璃片，这时双缝 的中垂线上O 点处出现第8 级明条纹。求：1）此玻璃片的
厚度。2）此时零级明条纹的位置。
E
解：1）入射光到达双缝时已有光程差： S1
1 d sin30
经双缝后，又产生附加光程差：
30
1
o
2 (n 1)e
S2
D
两束光在点O处相聚时的光程差为：
C）数目增加，间距变小。
D）数目减少，间距不变。
L
2、一束波长为 的单色光由空气入射到折射率为 n 的透明介
质上，要使反射光得到干涉加强，则膜的最小厚度为：
A) / 4
1 23
en
B) /(4n) C) / 2 D) /(2n)
2ne k k 0, e
2
4n
3、在单缝的夫琅和费衍射实验中，把单缝垂直透镜光轴稍微 向上平移时,屏上的衍射图样将
大学物理光学知识点归纳总结
大学物理光学知识点归纳总结光学是物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象和定律。
在大学物理教学中，光学是不可或缺的一部分。
本文将对大学物理中的光学知识点进行归纳总结，以帮助读者更好地理解和掌握光学知识。
一、光的传播与光的本质1. 光的传播方式光可以在真空和透明介质中传播，传播方式有直线传播、弯折传播和散射传播等。
2. 光的本质光既有波动性又有粒子性，这一性质被称为光的波粒二象性。
根据不同的实验现象，可以采用波动理论或粒子理论来解释光的行为。
二、光的反射与折射1. 光的反射定律光线入射角等于光线反射角，即入射角等于反射角，这被称为光的反射定律。
2. 光的折射定律光线从一介质射入另一介质时发生弯曲，入射角和折射角之间的关系由折射定律描述。
折射定律表达了光线在界面上的折射规律。
三、光的干涉与衍射1. 光的干涉光的干涉是指两个或多个光波相遇时产生的干涉现象。
干涉现象分为构成干涉条纹的干涉和产生干涉色彩的干涉。
2. 光的衍射光的衍射是指光通过缝隙或障碍物后产生的扩散现象。
衍射使光波传播方向发生改变，并产生与缝隙或障碍物形状有关的特定干涉图样。
四、偏振与光的分析1. 光的偏振光的偏振是指只在一个方向上振动的光，垂直于振动方向的光被滤波器所吸收，只有与振动方向平行的光能够通过。
2. 光的分析光的分析包括偏振片、偏光仪和光的色散等技术手段，它们可以帮助我们了解光的性质和进行相关实验研究。
五、光学仪器与应用1. 透镜和成像透镜是一种用于聚焦和分散光线的光学元件，常见的透镜包括凸透镜和凹透镜。
它们在成像过程中发挥着重要作用。
2. 显微镜和望远镜显微镜和望远镜是通过光学原理实现对微观和远距离观察的仪器。
它们扩展了人类对于世界的认识范围。
3. 激光和光通信激光是一种具有高度定向性、单色性和相干性的光，已广泛应用于医疗、测量、通信和材料加工等领域。
光学作为一门重要的物理学科，对于我们了解光的行为和应用具有重要意义。
大学物理--几何光学
B
B
B
ndl n dl
A
A
而由公理：两点间直线距离最短 A
B
dl 的极小值为直线AB A
所以光在均匀介质中沿直线传播
2.光的反射定律
Q点发出的光经 反射面Σ到达P点
P’是P点关于Σ 面的对称点。
P，Q，O三点 确定平面Π。
直线QP’与反射 面Σ交于O点。
nQO OP
则易知当i’=i时，QO + OP为光程最短的路径。
•直接用真空中的光速来计算光在不同介质中通过一定 几何路程所需要的时间。
t nl ct cc
•光程表示光在介质中通过真实路程所需时间内,在真空
中所能传播的路程。
分区均匀介质:
k
nili
i 1
,
t
c
1 c
k i 1
nili
连续介质:
ndl (l)
二、费马原理
1.表述：光在空间两定点间传播时，实际光程为一特 定的极值。
'
nl
nl '
n r 2 r s 2 2 r r s cos
n
r 2
s '
2
r
2
r s '
r cos
A
l
i -i` l '
P
-u
-u`
C
P` -s` O
-r
-s
对给定的物点，不同的入射点，对应着不同
的入射线和反射线，对应着不同的 。
由费马原理可知 :当 d PAP' 0 时,
2. 光的折射反射定律：
(1) 光的反射定律：反射线位于入射面内，反射线和 入射线分居法线两侧，反射角等于入射角，即
大学物理光学部分知识点
大学物理光学部分知识点大学物理光学部分知识点在日常的学习中，说到知识点，大家是不是都习惯性的重视？知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识，也就是大纲的分支。
为了帮助大家掌握重要知识点，下面是店铺收集整理的大学物理光学部分知识点，欢迎阅读与收藏。
大学物理光学部分知识点一、光的反射1、光源：能够发光的物体叫光源2、光在均匀介质中是沿直线传播的大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折3、光速光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快，光在真空中的传播速度：C=3×108m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4C，玻璃中为2/3C4、光直线传播的应用可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等5、光线光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向(光线是假想的，实际并不存在)6、光的反射光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射7、光的反射定律反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角可归纳为：“三线一面，两线分居，两角相等”理解：(1)由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头(2)发生反射的条件：两种介质的交界处;发生处：入射点;结果：返回原介质中(3)反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度8、两种反射现象(1)镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线(2)漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律大学物理光学学习方法一、认真预习，画出疑难。
在这个环节中，必须先行学习教程(提前任课教师两个课时)，画出自己理解不清，理解不了的部分。
大学物理光学第一章答案
i1《1的条件下，取小角近似
于是有
sin i1 i1 ,cos i1 cos i2 1
x n 1 i1t n
•
12如图所示，在水中有两条平行线1和2，光线2射到水和平行平板玻璃的分界面上。
• •
（1）两光线射到空气中是否还平行？ （2）如果光线1发生全反射，光线2能否进入空气？ 解: 我们先推到一下光线经过几个平行界面的多层媒质时出射光线的方向。 因为界面都是平行的，所以光线在同一媒质中上界面的的折射角与下界面的入射角相等，如下图所示：
• • • • •
解得
S0 R
sin i sin u
S0 ' R
sin i ' sin u '
u u ' (i ' i)
又根据折射定律 进一步得到 由此可见，只在
n sin i n 'sin u
S0 n ' sin i ' R n sin u
以及角度关系
S0 '
f 如设该透镜在空气中和在水中的焦距分别为 f1 ，2 ，按上式有 f2 n 1 L f1 ( nL 1) n0 1.50 1 ( f1 10.0) f1 则 f2 3 1.50 1 4
4 f1 40cm
•
• •
• •
3用一曲率半径为20cm的球面玻璃和一平玻璃粘合成空气透镜，将其浸入水中（见图），设玻璃壁厚可忽略，水和空气的折射 率分别为4/3和1，求此透镜的焦距f。此透镜是会聚的还是发散的？ 1 n 4 r 解:以 nL 1 ，0 3 ， 20cm ， r2 代入薄透镜焦距公式 f 1 n 1 1 ( L 1)( ) n0 r1 r2 算出该空气薄透镜（置于水中）的焦距为 f= - 80cm ，它是发散透镜。
大学物理光学试题及答案
大学物理光学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象是由于光波的：A. 反射B. 折射C. 衍射D. 叠加答案：D2. 以下哪种现象不属于光的波动性质？A. 干涉B. 衍射C. 反射D. 偏振答案：C3. 光的偏振现象说明光是：A. 横波B. 纵波C. 非波D. 随机波答案：A4. 光的双缝干涉实验中，当缝间距增加时，干涉条纹的间距将：A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：A5. 光的折射定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 胡克D. 斯涅尔答案：D6. 光的全反射现象发生时，光的入射角必须：A. 小于临界角B. 大于临界角C. 等于临界角D. 与临界角无关答案：B7. 光的衍射现象表明光具有：A. 粒子性B. 波动性C. 随机性D. 确定性答案：B8. 光的多普勒效应是指：A. 光的颜色变化B. 光的频率变化C. 光的强度变化D. 光的相位变化答案：B9. 光的波长越长，其频率：A. 越高B. 越低C. 不变D. 无法确定答案：B10. 光的色散现象是由于：A. 光的折射B. 光的反射C. 光的干涉D. 光的衍射答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 光的干涉现象中，两束相干光波的相位差为________时，会产生干涉加强。
答案：0或π2. 光的偏振方向与光的传播方向垂直，说明光是________波。
答案：横3. 光的波长与频率的关系是________。
答案：成反比4. 在光的双缝干涉实验中，若两缝间距为d，屏幕到缝的距离为L，则干涉条纹间距为________。
答案：λL/d5. 光的全反射发生时，光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角，临界角的计算公式为________。
答案：sinC = 1/n6. 光的多普勒效应中，当光源向观察者移动时，观察到的光频率会________。
答案：增加7. 光的色散现象是由于不同波长的光在介质中的折射率不同，导致________。
大学物理光学实验报告(一)
大学物理光学实验报告（一）引言概述:本实验报告旨在介绍和分析大学物理光学实验的结果和观察。
通过对不同光学现象和装置的研究，我们能够更好地理解光的性质和光学实验的原理。
正文内容:I. 單色光干涉實驗A. Young's Double-Slit干涉實驗1. 描述Young's Double-Slit干涉實驗裝置2. 觀察到的干涉條紋現象3. 分析干涉條紋之間的距離與波長的關係4. 探討干涉條紋的明暗交替原因B. Lloyd's Mirror干涉實驗1. 解釋Lloyd's Mirror干涉實驗的原理2. 觀察到的干涉圖案3. 討論干涉圖案的變化與鏡面角度的關係4. 探討Lloyd's Mirror干涉實驗的應用II. 衍射實驗A. 單狹縫衍射實驗1. 描述單狹縫衍射實驗的裝置2. 觀察到的衍射條紋現象3. 分析衍射條紋的寬度與狹縫寬度的關係4. 探討單狹縫衍射實驗的應用B. 焦鏡和接區衍射實驗1. 介紹焦鏡和接區衍射實驗的原理2. 觀察到的衍射圖案3. 討論不同焦距的透鏡的影響4. 探討焦鏡和接區衍射實驗的應用III. 偏振實驗A. 偏振光通過偏振片的實驗1. 描述偏振光通過偏振片的裝置2. 觀察不同角度的偏振片的現象3. 分析不同偏振片的透光情況4. 探討偏振片在光學設備中的應用B. 雙折射實驗1. 解釋雙折射現象的原理2. 觀察不同材料的雙折射現象3. 討論雙折射在電子顯示器等設備中的應用4. 探討雙折射的應用在光學儀器中的重要性IV. 電磁波的反射和折射實驗A. 描述反射實驗裝置B. 觀察到的反射現象C. 分析反射角和入射角的關係D. 描述折射實驗裝置E. 觀察到的折射現象F. 分析入射角、入射光速度和折射光速度的關係V. 光的干涉技術在科學和工程中的應用A. 干涉技術在干涉式顯微鏡中的應用B. 干涉技術在光柵中的應用C. 干涉技術在光纖傳輸中的應用D. 干涉技術在光學儀器校準中的應用E. 干涉技術在光學表面檢測中的應用結論:通过本次实验的各个部分，我们对光学实验的原理和现象有了更深入的理解。
《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。
大学物理光学总结
望远镜的应用
天文学、观测星空、观测天体等。
望远镜的发展历程
从伽利略望远镜到现代的大型望远镜，望远镜的技术和性能不断得到提升。
显微镜
显微镜的种类
光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜 等。
显微镜的应用
生物学、医学、材料科学等。
显微镜的性能参数
放大倍数、分辨率等。
显微镜的发展历程
超快光学
研究超短脉冲激光的生成、 传输和控制，应用于时间分 辨光谱、激光雷达、光刻等 领域。
非线性光学
研究光与物质相互作用中的 非线性效应，开发新型非线 性光学材料和器件，应用于 光开关、光限幅器等领域。
光量子计算与模拟
利用光子的量子特性进行信 息处理和模拟，实现更高效 、更安全的量子计算和量子 通信。
光的折射定律
总结词
的规律，即折射光线、入射光线和法线都位于同一 平面，且折射角随入射角的改变而改变。
详细描述
当光从一种介质进入另一种介质时，由于介质折射率的差异，光线的传播方向会发生改变，形成折射现象。折射 光线、入射光线和法线三者共面，且折射角随入射角的改变而改变。这一规律也适用于所有波长的光，是光学中 的基本定律之一。
光与物质的相互作用
光的吸收
总结词
描述光的吸收现象及其在物理中的应用 。
VS
详细描述
当光与物质相互作用时，光能量可以被物 质吸收，使物质获得能量并改变其状态。 这种现象在许多物理过程中起着重要作用 ，如光谱分析和激光技术等。
光的散射
总结词
解释光的散射现象及其产生的原因。
详细描述
当光遇到不均匀介质时，它会向各个方向散 射。这种现象通常是由于光与物质中的微小 颗粒相互作用引起的。光的散射在天空颜色 、雾气透明度等方面起着重要作用。
大学物理课件光学
超快激光技术及应用领域
超快激光技术的发展历程
从纳秒到飞秒，再到阿秒的超快激光脉冲的产生和应用。
超快激光技术的应用领域
包括超快光谱学、超快化学动力学、超快生物医学成像等。
超快激光技术的挑战与前景
如提高脉冲能量、压缩脉冲宽度、拓展应用领域等。
纳米光子学及前景展望
纳米光子学的基本概念
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。
03 光的折射定律
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发 生改变，折射光线和入射光线分别位于法线的两 侧，且折射角与入射角满足一定的关系。
波动光学基础
光的干涉现象
当两束或多束相干光波在空间某 一点叠加时，其振幅相加而产生 的光强分布现象。干涉现象表明
了光具有波动性。
光的衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小孔 时，会偏离直线传播路径而绕到障 碍物后面继续传播的现象。衍射现 象也是光波动性的表现。
衍射法测波长实验原理及操作过程
实验原理
当单色光通过单缝或小孔时， 会发生衍射现象，形成明暗相 间的衍射条纹。通过测量衍射 角或衍射条纹间距，可以计算 出单色光的波长。
大学物理光学复习试卷1
光学11. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是(A) 使屏靠近双缝．(B) 使两缝的间距变小．(C) 把两个缝的宽度稍微调窄．(D) 改用波长较小的单色光源． ［ (B)］2. 在双缝干涉实验中，若单色光源S 到两缝S 1、S 2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处．现将光源S 向下移动到示意图中的S '位置，则 (A) 中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变．(B) 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变． (C) 中央明条纹向下移动，且条纹间距增大．(D) 中央明条纹向上移动，且条纹间距增大． ［ (B)］3. 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了(A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ．(C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2． (D) nd ．(E) ( n -1 ) d ． ［ (A)］4. 在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为a ＝4 λ的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为(A) 2 个． (B) 4 个．(C) 6 个． (D) 8 个． ［ (B)］5. 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该(A) 换一个光栅常数较小的光栅．(B) 换一个光栅常数较大的光栅．(C) 将光栅向靠近屏幕的方向移动．(D) 将光栅向远离屏幕的方向移动． ［(B) ］6. 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那么此光栅每个透光缝宽度a 和相邻两缝间不透光部分宽度b 的关系为(A) a=21b ． (B) a=b ．(C) a=2b ． (D) a=3 b ． ［ (B) ］7. 如图所示，假设有两个同相的相干点光源S 1和S 2，发出波长为λ的光．A 是它们连线的中垂线上的一点．若在S 1与A 之间插入厚度为e 、折射率为n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A 点的相位差∆φ＝ _2π (n -1) e / λ _______．若已知λ＝500 nm ，n ＝1.5，A 点恰为第SS '四级明纹中心，则e ＝_____ 4×103________nm ．(1 nm =10-9 m)8. 用λ＝600 nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第４个(不计中央暗斑)暗环对应的空气膜厚度为_________1.2 ______________μm ．(1 nm=10-9m)9. 将波长为λ的平行单色光垂直投射于一狭缝上，若对应于衍射图样的第一级暗纹位置的衍射角的绝对值为θ，则缝的宽度等于______λ / sin θ __________．10. 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°角．已知通过此两偏振片后的光强为I ，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为__________2I ______．11. 两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直．若一束强度为I 0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为π / 4，则穿过第一偏振片后的光强为__ I 0 / 2____，穿过两个偏振片后的光强为____0_______．12. 某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水中（n=1.33）。
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。
大学物理光学复习1
答案 (B)
4.在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕
之间的距离为D (D>>d)．波长为l的平行单色光垂直照
射到双缝上．屏幕上干涉条纹中相邻暗纹之间的距离 是 (A) 2λD / d (C) dD / λ (B) λ d / D (D) λ D /d
5 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的 滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间， 形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等 厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L变小，则在L 范围内干涉条纹的（ ） （A）数目减小，间距变大 （B）数目减小，间距不变 （C）数目不变，间距变小 （D）数目增加，间距变小
解: (1) 当反射光最强时 Δ=2nd+λ/2=kλ (k=1,2...) 所以 d=(k-1/2)λ/2n 当k=1时, 膜的厚度最小,为 d=λ/4n =600/(4×1.54)=97.4nm (2) 当透射光最强时,反射光最弱 Δ=2nd+λ/2=(2k+1)λ/2 (k=0,1,2...) 所以 d=kλ/2n 当k=1时, 膜的厚度最小 d=λ/2n =600/(2×1.54)=195nm
(2)光程差 (两光程之差) 光程差 Δ nr2 r1
Δ 相位差 Δ 2π λ
s1 *
r1
r2
P
s 2*
n
2. 波的干涉
色光垂直入射双缝时,在屏幕上出现等间距,等强度的直 线干涉条纹。
(1) 杨氏双缝干涉 用分波阵面法产生两个相干波源,当单
(2) 薄膜干涉 用分振幅法获得相干波
(a) 劈尖干涉 当单色光垂直入射时形成平行于棱边的等
P
H
(4)如图，S1的光线经M反射 至点P。两相干光叠加后， 在点P处产生干涉条纹。此 时两相干光在点P的相位差 与(1)中相比相差π(反射时的 相位跃变)，所以，此时点P 处是暗条纹。
大学物理光学试题及答案!考试必过
大学物理光学试题及答案!考试必过1 光从光疏介质射入光密介质，在光密介质中 A 光的传播速率变大; B 折射角比入射角大; C 光的振动频率变快; D 光的波长变小。
下面有几种说法，正确的说法是 A 有相同的振幅就有相同的光强; B 振幅较大者其光强较大; C 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，空气中的较强; D 二光波分别在水中，空气中传播，其振幅相等，但光强不等，水中的较强。
光在真空中传播速率与 A 波长有关; B 频率有关; C 光源的速率有关; D 观察者的速率有关; E 与上述各因素均无关。
波长为550nm 的黄光，从空气射入水中，在水中给人眼的色感为 A 青蓝色; B 红色; C 黄色; D 不能判定。
空气中振幅为A的光强是水中折射率为34振幅也为A的光强的倍数为 A 1; B34; C43; D916; E169。
一束白光从空气射入玻璃，当光在玻璃中传播时，下列说法正确的是:2 A 紫光的速率比红光小; B 红光的频率比紫光大; C 在玻璃中红光的偏向角比紫光小; D 不同色光在玻璃中的波长与各自在真空中波长的比值也不同。
可见光的波长范围在,,,,,,,,,,之间相应的频率范围是,,, ,,,,,,Hz。
真空中波长为l 的单色光射入折射率为n 的介质中，该光在这介质中的频率为 ,,,,,,，波长为,,,,,，光速为,,,,,。
太阳与地球之间的距离为km 8 10 5 . 1 × ，光由太阳到达地球所需要的时间为____________________秒。
1050 钠黄光的频率为Hz 14 10 1 . 5 × 它以0 45 入射角由空气射入玻璃后，折射角为1050 0 30 ，问该光在玻璃中的传播速率和波长各为多少,相对空气中的波长改变了1050 多少, 在下列几种说法中正确的说法是: A 相等光程的几何距离必然相等; B 光行进相同的光程经历的时间必然相等;C 几何距离大的其光程必然较大;D 相同的光程必然有相同的对应的真空距离。
大学物理光学知识点大一
大学物理光学知识点大一光学是物理学的重要分支之一，主要研究光的传播、干涉、衍射、偏振、光的色散等现象。
作为大学物理的一门核心课程，光学是大学物理学习的重要一环。
本文将介绍大一学生所需要了解的光学知识点，帮助大家更好地理解和掌握光学的基础概念。
一、光的特性1. 光的来源：光的来源有自发辐射和感光材料的激发等。
2. 光的传播：光的传播包括直线传播和波动传播，可以用光线模型和波动模型来描述。
3. 光的能量：光是一种能量的传播形式，可以用能量和功率来描述光的特性。
二、光的干涉和衍射1. 光的干涉：光的干涉是指两束或多束光波叠加产生的干涉现象。
主要包括构成干涉的两个条件和干涉的分类。
2. 光的衍射：光的衍射是指光波通过物体的缝隙或物体的边缘传播时产生的偏折现象。
主要包括菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射两种情况。
三、光的偏振1. 光的偏振现象：光的偏振是指特定方向的光振动相对于光传播方向振动的现象。
主要包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
2. 光的偏振态描述：可用偏振态矢量、偏振滤波器和琥珀石偏振片等来描述光的偏振。
四、光的色散1. 光的色散现象：光的色散是指光波在介质中传播速度不同，导致折射角度发生变化的现象。
主要包括色散的原因和色散的分类。
2. 色散的衍射光栅：色散光栅是利用光的衍射现象，通过一定的结构和参数来实现光的分光。
五、光学仪器1. 凸透镜和凹透镜：凸透镜和凹透镜是光学仪器中最常见的两种光学元件，用于收集和聚焦光线。
2. 显微镜和望远镜：显微镜和望远镜是利用透镜和物镜将光线放大的光学仪器，用于观察微观和远距离的物体。
光学作为物理学的一个重要分支，对于大一学生来说是一门重要的课程。
通过对光学知识点的学习和理解，不仅可以加深对光的本质和特性的认识，还可以为今后的专业学习打下基础。
希望大家能够积极学习光学知识，充实自己的物理学习内容，提升自己在物理领域的能力。
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增透膜和增反膜
增透膜示意图 n0 nc n
增反膜示意图
n0
玻璃 n 3
nc 玻璃 n
多层高反膜
要使反射光干涉相消：
考虑垂直入射时：
2nce(2k1) 2
膜最小厚度为： 2nce= /2
二、薄膜干涉之二 ——等厚干涉
劈尖干涉
从光程差 2e n2 2n12si2 ni
n
可知,当入射角i一定(平行光入射)而
薄膜厚度不均匀(e可变)时,同一条纹所对应的将是相同
的膜厚,故称为等厚干涉条纹。
实用中,光线往往是正入射,入射角i =0,如图
2k k1,2,3 2ne(2k12) k0,1,2
2
常见肥皂膜、水面上的油膜阳光下的彩色是分振幅法 的干涉结果,称为薄膜干涉.
主要内容：
一、薄膜干涉之一——厚度均匀薄膜
在无穷远处的等顷干涉
P
二 、薄膜干涉之二——厚度不均 匀薄膜表面的等厚干涉
1 2 n1
n2
三 、迈克尔孙干涉仪
分振幅法 1' 2' n 3
预备知识：
薄透镜作图法
薄透镜 -----由两个折射球面组 成，其厚度远小于焦距（可以 忽略）。过两球面圆心的直线 为光轴.
反.请想一想为什么?
每一个条纹对应一定的折射角
试分析等倾干涉说法的根据.
如何获得等顷干涉条纹：
（1）薄膜是等厚的,即e=常数,
（2）入射光有不同的入射角.
等倾干涉的 产生:
焦平面 O P 观察屏
凸透镜L
S
半反射镜M
薄膜
思考：中央是零级亮纹吗？
半透明 波片
焦平面
透镜 面 光 源
电介质薄 膜板
▪ 当面光源照射薄膜时，屏幕上形成的干涉图样
相位相同的各点
结论：薄透镜对物象间各光线不会引起附加的光程差.
半波损失
*当光从折射率小的光疏介质，正入射或掠入射于折 射率大的光密介质时，则反射光有半波损失。
*当光从折射率大的光密介质，正入射于折射率小的光疏 介质时，反射光没有半波损失。
*折射光没有相位突变
没有半波损失
有
半 波
n
1
反射波 n1 n2
n1 n2 t n3
薄膜
波长为λ 的光几乎垂直地入射到厚度为 t，折射率为n2 的薄膜中，薄膜下面是一折射率为 n3 的无限厚膜，如 n3>n2>n1，那么下面的式子中能产生相消性干涉（波 峰和波谷相遇）的有(设λ 1 、λ2、 λ3分别为光在折射率 为n1、n2、n3介质中的传播波长 ） ：
A. 2t ≈0
波长为λ 的光几乎垂直地入射到厚度为 t，折射率为n2 的薄膜中，薄膜下面是一折射率为 n3 的无限厚膜，如 n3>n2>n1，那么下面的式子中能产生相长干涉（波峰 和波峰相遇）的有：
A. 2t ≈0
B. 2t =
C. 2n2t D. 2n2t = /2 E. 2n1t = F. 答案A和B.
利用折射定律的公式,利用它消去(1)式中的角r,得
2 en 2 2n 1 2si2in (2 ) n1sini=n2sinr
薄膜上方反射光会聚发生干涉,则
2en 2 2n 1 2si2n i
(k2k,1)2,
k1,2,3为明条纹
k可以等于零
k0,1,2为暗条吗？纹
薄膜下方用透射光会聚时,干涉条纹明暗则刚好相
光轴
焦距f
平行于光轴的入射光线←→经过像方焦点的光线 经过物方焦点的光线←→平行于光轴的像方光线 经过透镜光心的入射光线←→经过透镜光心的像方光线
预备知识：
透镜的等光程性 ShockwaveFlash Object
f'
图中显然几何路程不同,但光
f
程相同.
当同相的平行光入射时经薄 透镜会聚在焦平面上,各条光 线会聚后总是加强,可见薄透 镜只会改变光波的传播路径, 并不引起光程差.
n
2
反射波
损 失
n2
折射波
n
1
折射波 n1 n2
附加光程差
比较从薄膜不同表面反射的两束光相位突变： P
*当两束光都是从光密介质到光
疏介质界面反射（n1>n2>n3)或
1
都是从光疏介质到光密介质界面
2
反射时（n1<n2<n3) ，两束反射 光之间没有附加的光程差。
n1 n2
n3
* 当一束光是从光密介质到光疏介质界面反射而另一束 是从光疏介质到光密介质界面反射时，即n1<n2>n3或 n1>n2<n3，则两束反射光之间有附加的光程差/2。
B. 2t = 1 /2 C. 2t 1 D. 2t = 2/2 E. 2t = 2 F. 答案A和B.
n1 n2 t n3
薄膜
波长为500nm的光几乎垂直地入射到厚度为 t，折射 率为n2的薄膜中，薄膜下面是一折射率为 n3 的无限 厚膜，如果 n1=1，n2=1.5，n3=1.3，那么能产生相消 性干涉（波峰和波谷相遇）的最小薄膜厚度为：
是一组明暗相间的同心圆环（内疏外密）；
结 论
▪ 半径越大的干涉条纹，对应的入射角越大，则干
涉级越低，因此中心处干涉级最高。
▪ 透射光干涉图样和反射光干涉图样总是互补的。
思考：当厚度e的逐渐变厚或变薄，干涉条纹将如何
变化？
2ne(2)k中
心 2nek中心
e
2n
e,光程2差e增n大22 ，n干12涉si级n2i增大， 可看见有干涉纹 从小失中 ， ”，心 干且冒 涉干出 级涉来 减(2条小,k且k纹，干1变可)涉2疏看条。见纹kk有变 干密10涉,,；21,,纹23e在，中为 为 光心程明 暗 “差漏减条 条纹 纹
一、薄膜干涉之一 ——等顷干涉
平行膜干涉
P
薄膜干涉的光路如图
光a与b的干涉发生在无限远
处(或凸透镜焦平面),光程差
a
n 2 (A B B ) C n 1 A D
iD
b
n1
常量 e
r
A
C
'为附加光程差,(取/2或零)
n2
B
分析可得
2n2ceor s2n1tgsriin (1) a'
b' n 3
A. 500 nm
B. 500 nm/1.5 C. 500 nm/1.3 D. 500 nm/2
n1 n2 t薄膜Fra bibliotekE. 500 nm/3
n3
F. ~0 G. 不能产生相干性干涉.
波长为λ 的单色光由空气几乎垂直地入射到厚度为 t， 折射率为n的薄膜上，薄膜置于空气中。为使反射光干 涉加强，那么最小薄膜厚度：
明纹 暗纹
空气劈尖(提问：哪两支光线发生相干？）
2e 2
2k (2k12)
2
k 1,2,3明纹中心 k 0,1,2暗纹中心