物理光学知识点
物理光学知识点总结

电磁波模型
• 1.空间周期性、时间周期性 • 2.定态光波 • 3.相位、振幅、相速度、电矢矢量量(光矢矢量量)、波矢矢、波
面面、波前、波前函数(波函数)、光程差与相位差、 复振幅、光通量量、光强 • 4.波前函数的表达式:余弦式、复振幅式 • 不不同表达式对于相位超前或滞后的描述不不同 • 5.平面面波、球面面波 • 6.傍轴条件、远场条件 • 7.光的偏振态:5种
• 1.根据波列列传播的路路径求出光程,可得到波前(即接收屏 幕)上的波前函数的相位
• 2.根据光程差确定干干涉相⻓长或干干涉相消的条件,这一一方方法 适用用于光源位置确定的情况
• 3.根据相位差确定干干涉相⻓长或干干涉相消的条件,这一一方方法 适用用于平面面波的情况
• 4.对于有反射的情形,要考虑是否存在半波损失 • 5.针对具体的干干涉装置,有不不同的相位差或光程差表达式
叠加原理理的基本物理理结果
• 1.两列列定态相干干光波的叠加
∫ •
I=1 τ
τ 0
A2dt
=
A12
2.相干干叠加的干干涉项
+
A22 + 2 A1A2 cos Δϕ
2A1 A2 cos Δϕ
• 3.非非相干干叠加
• 正交电矢矢量量的叠加
• 两列列不不同频率单色色光的叠加:光学拍
• 非非单色色光的叠加:波包,群速度
近轴条件下成像的基本关系
• 1.符号约定 • 2.物距、像距、焦距、焦平面面、光焦度 • 3.单个ns折ʹʹ +射ns =球nʹ面r−面n的= Φ物象关sfʹʹ 系+ sf(= 1高高斯公式) • 4.薄透镜的sf物ʹʹ + 象sf =关1 系(xx高ʹ 高=斯ffyʹ公ʹ 式ns、ʹ 牛牛顿公式yʹ) sʹ • 5.横向放大大率 折射面面、透镜 y = − nʹs 反射镜 y = − s • 6.共轭光线:同一一条物方方像方方光线
物理高中光学知识点总结

物理高中光学知识点总结一、光的性质1. 光的波动性光既具有波动性,也具有粒子性。
光的波动性体现在光的传播过程中,如光的干涉和衍射现象。
而光的粒子性体现在光的能量是以光子的形式传播的,光的粒子性主要与光的光电效应和康普顿效应等现象有关。
2. 光的传播速度光在真空中传播的速度为299792458m/s,通常用c表示。
而在介质中,光的传播速度会减小,不同介质中的光速不同。
3. 光的颜色白光是由各种不同波长的光波混合而成的,而不同波长的光波对应不同的颜色。
当光通过三棱镜或光栅时,会发生色散现象,将白光分解成不同颜色的光谱。
4. 光的偏振光是一种横波,具有振动的方向。
光振动方向的平面称为偏振面,垂直于偏振面的方向称为偏振光。
在光的偏振现象中,我们主要关注线偏振光和圆偏振光。
二、光的传播1. 光的直线传播在介质中,光具有直线传播的特性,光线可以通过凸透镜、凹透镜的机理可以解释光线的传播和成像。
2. 光的衍射当光通过一个大小与波长相当的孔或障碍物时,会发生衍射现象。
衍射现象可用多缝干涉或单缝衍射公式进行计算。
3. 光的干涉当两道光波相遇时,会发生干涉现象。
光的干涉一般分为相干干涉和非相干干涉,其中激光干涉是一种重要的相干干涉。
三、光的反射与折射1. 光的反射定律光线在与物体表面相遇时,会发生反射现象。
光的反射定律规定了入射角、反射角和法线之间的关系。
2. 光的折射定律当光线从一种介质传播到另一种介质中时,会发生折射现象。
光的折射定律规定了入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
3. 透镜的成像规律凸透镜和凹透镜分别具有不同的成像规律。
通过透镜成像公式可以计算物体和像的位置关系。
四、光的使用与应用1. 显微镜显微镜是一种使用透镜放大微小物体的仪器,通过显微镜可以观察到微生物、细胞等微小物体。
2. 望远镜望远镜是一种用透镜或反射镜放大远处物体的仪器,通过望远镜可以观察到远处的星星、行星等天体。
3. 激光技术激光技术是一种利用激光放大器产生激光束的技术,激光技术广泛应用于通信、医疗、制造等领域。
(完整word版)物理光学复习知识点

物理光学知识点第一章1.可见光波长范围(380nm~760nm )。
2.折射率c n v== 3.能流密度的坡印廷矢量s 的物理意义:表示单位时间内,通过垂直于传播方向上的单位面积的能量;光强20012n I S E c μ==4.已知0cos 2t z E eE T πλ⎡⎤⎛⎫=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦或()0i t kz E E e ω--=,求光的相关参量,参见作业1-1,1-2; 5.简谐球面波()0i t kz E E e r ω--=或()0cos E E t kz rω=-,求光的相关参量。
6.无限长时间等幅震荡光场对应的频谱只含有一个频率成分,称为理想单色振动,持续有限长时间等幅震荡的光场对应的频谱宽度1T ν∆=。
7.等相位面的传播速度称为相速度,平面单色波的相速度()p k c v k n ω==,等振幅面的传播速度称为群速度,复色波的相速度p v k ω=(公式来源t kz ω-=常数,然后求导),复色波的群速度1g p d dn v v dk n d ωλλ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭,结合第六章讨论在正常/反常色散中相速度和群速度哪个大?8.理解线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的概念及相互转化的条件,结合第四章波片讨论。
9.讨论光波在界面上的反射和折射,如s 分量和p 分量的概念,菲涅尔公式的理解,图1-21的理解与应用,熟悉公式1s s R T +=,1p p R T +=,()12n s p R R R =+,在正入射和掠入射时2121s p n n R R n n ⎛⎫-== ⎪+⎝⎭,布儒斯特角的计算21tan B n n θ=,全反射角21sin C n n θ=,半波损失产生的两种情形:光从光疏介质入射到光密介质时,在正入射和掠入射时反射光相对入射光将产生“半波损失”;图1-29薄膜上下表面的反射的四种情形的作图法;偏振度的计算(1.2-39,1.2-42,43),注意p35偏振度计算的例子和p49例题1-5,利用片堆产生线偏振光的原理(反s 不反p ,输出p )和作业1-10,外腔式激光器的布儒斯特窗口的原理(反s 不反p ,输出s ),衰逝波的概念。
物理光学知识点

物理光学知识点物理光学是光学的一个重要分支,主要研究光的本性、光的传播以及光与物质的相互作用等方面。
下面我们来详细了解一些关键的物理光学知识点。
一、光的波动性1、光的干涉光的干涉是指两列或多列光波在空间相遇时,相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域始终减弱,从而形成稳定的强弱分布的现象。
杨氏双缝干涉实验是证明光具有波动性的经典实验。
在杨氏双缝干涉中,相邻明条纹或暗条纹的间距与光的波长、双缝间距以及双缝到光屏的距离有关。
2、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播的现象称为光的衍射。
衍射现象表明光具有波动性。
单缝衍射、圆孔衍射等都是常见的衍射现象。
衍射条纹的宽度与障碍物或小孔的尺寸以及光的波长有关。
3、光的偏振光的偏振现象表明光是一种横波。
自然光通过偏振片后会变成偏振光。
偏振光在很多领域都有重要应用,如立体电影、偏振光显微镜等。
二、光的粒子性1、光电效应当光照射到金属表面时,金属中的电子吸收光子的能量,从而逸出金属表面的现象称为光电效应。
光电效应的实验规律无法用经典物理学来解释,爱因斯坦提出了光子说,成功解释了光电效应。
光电效应方程为:$h\nu =W +\frac{1}{2}mv^2$,其中$h$为普朗克常量,$\nu$为光的频率,$W$为金属的逸出功,$m$为电子质量,$v$为电子逸出后的速度。
2、康普顿效应康普顿效应进一步证实了光的粒子性。
当 X 射线光子与物质中的电子碰撞时,光子的能量和动量发生改变,散射后的 X 射线波长变长。
三、光的传播1、光速真空中的光速是一个常量,约为$3\times 10^8$米/秒。
光在不同介质中的传播速度不同,且满足$v =\frac{c}{n}$,其中$v$为光在介质中的速度,$c$为真空中的光速,$n$为介质的折射率。
2、折射与反射当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射和反射现象。
折射定律为:$n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2$,其中$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率,$\theta_1$和$\theta_2$分别为入射角和折射角。
物理光学知识点总结

物理光学知识点总结1. 光的基本概念- 光是一种电磁波,具有波动性和粒子性(光子)。
- 可见光谱是人眼能够感知的光的范围,大约在380纳米至750纳米之间。
2. 光的传播- 光在均匀介质中沿直线传播。
- 光速在不同介质中不同,真空中的光速约为299,792,458米/秒。
- 光的传播遵循光的折射定律和反射定律。
3. 反射定律- 入射光线、反射光线和法线都在同一平面内。
- 入射角等于反射角,即θi = θr。
4. 折射定律(Snell定律)- n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2),其中n1和n2是两种介质的折射率,θ1和θ2分别是入射角和折射角。
5. 光的干涉- 干涉是两个或多个光波相遇时,光强增强或减弱的现象。
- 干涉条件是两束光的频率相同,且相位差恒定。
- 常见的干涉现象有双缝干涉和薄膜干涉。
6. 光的衍射- 衍射是光波遇到障碍物或通过狭缝时发生弯曲和展开的现象。
- 单缝衍射、圆孔衍射和光栅衍射是常见的衍射现象。
7. 光的偏振- 偏振光是电磁波振动方向受到限制的光。
- 线性偏振、圆偏振和椭圆偏振是偏振光的三种类型。
- 偏振片可以用来控制光的偏振状态。
8. 光的散射- 散射是光在传播过程中遇到粒子时发生方向改变的现象。
- 散射的强度与粒子大小、光波长和入射光强度有关。
- 常见的散射现象有大气散射,导致天空呈现蓝色。
9. 光的颜色和色散- 颜色是光的另一种表现形式,与光的波长有关。
- 色散是光通过介质时不同波长的光因折射率不同而分离的现象。
- 棱镜可以将白光分解成不同颜色的光谱。
10. 光的量子性- 光电效应表明光具有粒子性,光子的能量与其频率成正比。
- 波恩提出的波函数描述了光子的概率分布。
- 量子光学是研究光的量子性质的学科。
11. 光的相干性和光源- 相干光具有固定的相位关系,激光是一种高度相干的光源。
- 光源可以是自然的,如太阳,也可以是人造的,如激光器和灯泡。
12. 光学仪器- 望远镜、显微镜、光纤和光学传感器都是利用光学原理工作的仪器。
物理光学知识点

物理光学知识点物理光学是物理学的一个分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象以及与物质的相互作用。
在本文中,我们将介绍物理光学的一些重要知识点。
1. 光的传播速度光在真空中的传播速度是一个常数,即光速。
根据现行国际单位制的定义,光速的数值约为每秒299,792,458米。
这是一个非常快的速度,足以让光在一秒内绕地球走7.5圈。
2. 光的波动性和粒子性光既可以表现出波动性,也可以表现出粒子性。
这种“波粒二象性”是量子力学的基本原理之一,也被称为光的量子论。
根据光的具体实验条件,我们可以采用波动或粒子模型来解释和预测光的行为。
3. 光的反射和折射光在与界面接触时会发生反射和折射。
反射是指光从界面上的垂直方向弹回,形成镜面反射。
折射是指光从一种介质传播到另一种介质时发生方向改变。
根据斯涅尔定律,光的入射角和折射角之间存在特定的关系。
4. 光的干涉和衍射当两束或多束光波相遇时,会发生干涉现象。
干涉分为构造干涉和破坏干涉。
构造干涉是指光的相位叠加导致明暗相间的干涉条纹,例如杨氏双缝干涉实验。
破坏干涉是指光的相位差引起的干涉现象,例如红外夜视摄像机。
光通过狭缝或物体边缘时,会发生衍射现象。
衍射是光波的波前在遇到障碍物时发生弯曲并扩散的现象。
衍射过程中光波的相位和强度分布规律与观察距离和衍射孔径的大小有关。
5. 光的偏振光波在传播过程中,振动方向不随时间变化的现象称为偏振。
光可以是线偏振、圆偏振或者椭圆偏振的。
线偏振光的振动方向只在一个平面上,圆偏振光的振动方向沿着一个圆周,而椭圆偏振光的振动方向沿着一个椭圆。
6. 光的色散色散是指光在透明介质中传播时,不同波长的光的折射率不同而导致的色彩分离现象。
著名的实验是牛顿的光的色散实验,他将一束白光通过一个三棱镜,观察到光被分成了七种颜色的光谱。
7. 光的吸收和透射物质对光的吸收和透射是光与物质相互作用的重要现象。
当光通过物质时,会与物质中的原子或分子相互作用,一部分光被吸收,一部分光通过物质并被透射出来。
光学知识点总结物理

光学知识点总结物理引言光学是研究光的产生、传播、检测、操控、调制、放大等现象的科学。
光学的研究范围包括光的物理特性、光的传播规律、光学器件的设计、制造和应用等方面。
光学在日常生活中有着广泛的应用,例如光学仪器、光学通信、激光技术、光学工程等领域。
一、光的物理特性光的物理特性包括光的波动性和光的粒子性。
1. 光的波动性光的波动性表现在光波的传播和干涉、衍射现象上。
光波的传播是通过电磁场的振荡而产生的,光波具有波长、波速、频率等特性。
光波的干涉现象是指两个或多个光波相互叠加而形成的明暗条纹,根据光波的波长和相位差可区分出构成干涉现象的各个光波的性质。
光波的衍射现象是指光波通过孔隙或物体边缘时发生的弯曲和散射现象,衍射现象使得光波在传播过程中出现了很多特殊的现象,例如光在经过狭缝后形成的衍射条纹等。
2. 光的粒子性光的粒子性表现在光的能量量子化和光的光子现象上。
光的能量量子化是指光的能量是以光子为单位的,每个光子的能量与其频率成正比,这一特性解释了光的光电效应、光的散射等现象。
光的光子现象是指光的粒子性在光与物质相互作用时的表现,例如在光的散射过程中,光子与物质之间的相互作用会使得光子的能量和动量发生变化。
二、光的传播规律光的传播规律包括光的折射、反射和透射规律等。
1. 光的折射规律光的折射是指光波由一种介质传播到另一种介质时,光的传播方向发生改变的现象。
光的折射规律由斯涅尔定律和折射定律两部分构成。
斯涅尔定律描述了光线在两种介质边界上的传播特性,即入射角、折射角和介质折射率之间的关系;折射定律描述了光线在介质内部的传播特性,即光线在介质内传播时保持一定的折射角不变。
2. 光的反射规律光的反射是指光线与物体表面相遇时,部分光线返回原来的介质,而另一部分光线被吸收或折射出去的现象。
光的反射规律由菲涅尔反射定律和镜面反射定律构成。
菲涅尔反射定律描述了入射光线在介质边界上的反射特性,即反射光线与入射光线、反射光线与法线之间的关系;镜面反射定律描述了光线在光滑表面上的反射特性,即反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
光学知识点总结物理专业

光学知识点总结物理专业光学是研究光的传播、产生、变化、识别和利用的一门学科。
它是物理学的一个重要分支,涉及到光的传播规律、光的产生与检测原理、光的成像与成像设备、光的应用等方面的内容。
下面我们将介绍光学中的一些重要知识点,包括光的传播、光的成像、光的波动性和光的应用等。
1. 光的传播光是电磁波的一种,它沿直线传播,波长短、传播距离远、传播速度快。
光的传播受媒介的影响,媒介可以是气体、液体或固体。
在真空中,光的传播速度为光速,约为30万公里/秒;而在不同的媒介中,光的传播速度会有所不同。
光的传播受到光线追迹原理的影响,光线追迹原理是在任意媒质中,光线在传播中遇到界面时,根据反射定律和折射定律的规律,来描述光线的传播规律的一种数学方法。
2. 光的成像光的成像是光学的一个重要内容,它涉及到光的折射、反射、成像公式以及成像设备等内容。
光的成像是指当光线通过透镜、反射镜等光学器件,形成物体的像在物体的对面的平面上的现象。
在成像时,我们通常使用成像公式来描述物体和像之间的关系。
成像公式是根据几何光学原理得到的,它可以描述出物体与像之间的位置关系、大小关系和倒立关系。
3. 光的波动性光是一种电磁波,具有波动性。
光的波动性表现在干涉现象、衍射现象、偏振现象、光的干涉现象是指两个或多个光波相遇时,由于它们的相位和振幅不同而产生的现象。
衍射现象是指光线通过缝隙或物体边缘时,发生光波的偏折现象。
偏振现象是光线振动方向的选择性过滤现象,只允许某一特定方向的光线通过。
光的波动性是由光的波粒二象性原理所确定的,它展示了光既有波动性又有粒子性的特点。
4. 光的应用光的应用非常广泛,包括光学仪器、光通信、光学材料、光学加工和光学检测等领域。
光学仪器包括望远镜、显微镜、光学测量仪器、光学成像仪器等,它们在天文观测、生物学研究、工业检测等领域发挥着重要作用。
光通信是利用光波进行信息传输的技术,它具有传输速度快、传输距离远、安全性高等优点。
物理考研光学重点知识点总结

物理考研光学重点知识点总结在物理考研中,光学是一个非常重要的考点。
光学是研究光的物理性质和光与物质相互作用的学科。
下面将对光学中的重点知识点进行总结。
1. 光的传播与衍射光的传播是指光在各种介质中的传播过程。
光具有波动和粒子性质,根据它的粒子性质,光在真空中传播的速度为光速,约为3×10^8 m/s。
根据光的波动性质,光在传播过程中会遵循波动方程。
另外,光在通过孔径或通过物体边缘时,会发生衍射现象。
衍射现象是光波按照一定的规律经过障碍物或通过小孔后产生的干涉现象。
2. 几何光学几何光学是研究光在传播过程中满足几何规律的近似理论。
根据几何光学的原理,可以用光线作为研究光的传播和光学器件性质的基本工具。
几何光学的主要知识点包括光的传播路径、光线的反射和折射、镜和透镜的成像原理等。
3. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相互叠加后产生的干涉现象。
干涉现象可以分为两种类型:相干光的干涉和非相干光的干涉。
相干光的干涉是指来自一个光源的两束相干光产生的干涉,其中的主要干涉现象包括牛顿环、薄膜干涉等。
非相干光的干涉是指来自不同光源的光线相互叠加产生的干涉,其中的主要干涉现象包括杨氏双缝干涉、劳埃德镜等。
4. 光的偏振光的偏振是指光中电场矢量在传播过程中的方向。
普通光是指在各个方向上都有电场矢量的分量的光,而偏振光则是指只具有特定方向电场矢量分量的光。
光的偏振现象可以通过偏振片进行观察和实验。
光的偏振在光学仪器和光学测量中有着广泛的应用,例如在显微镜、光学显微分析、压电效应等领域。
5. 光的衍射光的衍射是光通过小孔或绕过障碍物后发生的现象。
衍射现象是光波的特有性质,它与光的波长、障碍物尺寸和光的入射角度有关。
在衍射现象中,人们发现了诸多重要的实验现象,如黑白相间的环形衍射图案、夫琅禾费衍射等。
利用光的衍射,人们可以研究物体的精细结构和进行光的波导等应用。
6. 光的色散光的色散是指光在介质中传播时,由于介质折射率的不同而使不同颜色的光波波长发生差异,进而产生分离的现象。
物理光学知识点

物理光学知识点光学作为物理学的一个重要分支,一直是中学物理的重难点内容之一。
下面是店铺为你整理的物理光学知识点,一起来看看吧。
物理光学知识点: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。
(2)球面镜凹面镜有会聚光的作用,凸面镜有发散光的作用.(3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中,入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。
隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。
棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。
(4)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时,凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。
成像规律1/u+1/v=1/f。
线放大率m=像长/物长=|v|/u。
说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正,凹透镜焦距f取负;实像像距v取正,虚像像距v取负。
②线放大率与焦距和物距有关.(5)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。
物理光学知识点:光的基本规律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.物理光学知识点:光的折射1、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。
物理学光学知识点总结

物理学光学知识点总结光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象的学科。
在物理学中,光学是重要的一个分支,涉及到很多基本的光学原理和概念。
本文将对物理学光学中的一些重要知识点进行总结。
1. 光的传播光的传播是指光在介质中的传播过程。
光是电磁波的一种,它在真空中的传播速度是恒定的,即光速为3.00×10^8 m/s。
当光从真空进入介质时,会发生折射现象,即光线改变传播方向。
光的传播可以用光线和光束来描述,光线是光的传播路径,光束是由一束平行的光线组成。
2. 光的反射光的反射是指光线遇到介质的界面时,一部分光线返回原来的介质中的现象。
根据斯涅尔定律,入射角和反射角之间的关系为入射角等于反射角。
根据反射定律,入射光线、反射光线和法线在同一平面内,即入射角、反射角和法线三者共面。
3. 光的折射光的折射是指光线从一个介质传播到另一个介质时,改变传播方向的现象。
根据斯涅尔定律,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,且入射角、折射角之间的关系由折射率决定。
折射率是介质中光速与真空中光速之比。
4. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相遇,产生明暗条纹的现象。
干涉分为相干干涉和非相干干涉两种情况。
其中,相干干涉需要具备相干光源,即光源的频率和相位保持稳定。
光的干涉现象可以用干涉图案来观察和描述,如杨氏双缝干涉、牛顿环等。
5. 光的衍射光的衍射是指光线通过一个或多个孔径或物体边缘时的传播现象。
衍射使得光线在衍射图样中产生明暗带或条纹。
衍射现象广泛应用于光学仪器和工程中,如衍射光栅、多孔径板等。
6. 光的偏振光的偏振是指光中振动方向固定的光波现象。
光波的振动方向可以是任意方向,但偏振后只有某个方向的振动。
偏振现象可以通过偏振片来实现,偏振片可以选择透过或阻挡特定振动方向的光。
7. 光的色散光的色散是指光在介质中传播速度与波长有关的现象。
一般情况下,不同波长的光在介质中传播速度不同,导致折射角不同。
光学现象物理知识点总结

光学现象物理知识点总结一、光的波动性和光的粒子性1. 光的波动性光的波动性是指光具有波动特性。
在19世纪中期之前,人们一直认为光是一种由微粒构成的物质,是一种粒子的传播。
而光的波动性是由光的干涉、衍射等现象证实的。
光的波动性表现为光的传播具有波的传播特性,包括干涉、衍射等现象。
2. 光的粒子性光的粒子性是指光具有粒子特性,它可以用一定能量的光子来描述。
光的粒子性是由光的光电效应和光的康普顿散射等实验结果证实的。
光的粒子性表现为光与物质的相互作用时,可以用光子的能量和动量来描述。
二、光的传播1. 光的传播速度光的传播速度在真空中的数值是一个物理常数,称为真空中的光速,通常用符号c表示,其数值约为3.00×10^8m/s。
2. 光的传播方式光的传播方式主要有直线传播和波传播两种方式。
在介质中,光的传播会发生折射和反射等现象。
三、折射1. 折射定律折射定律是描述光在介质中由于传播速度的变化而发生的折射现象的定律,它由威尔士法老内斯·召里发现。
折射定律表明,光线从一种介质进入另一种介质时,入射角和折射角之间的关系。
2. 折射率折射率是介质对光的折射能力的一个度量,它定义为介质中光的传播速度与真空中光速的比值。
当光从真空中进入一个介质中时,介质的折射率n可以表示为n=c/v,其中c是真空中的光速,v是介质中的光速。
四、反射1. 反射定律反射定律是描述光在界面上的反射现象的定律,它表明入射角和反射角相等。
反射定律适用于所有种类的界面上的光反射现象。
2. 镜面反射和漫反射物体表面的反射分为镜面反射和漫反射两种。
镜面反射是指入射光以确定的角度入射到光滑表面上,反射光沿入射光与法线共面的方向反射,反射光的方向可以用成像规律来描述。
漫反射是指入射光以各个方向入射到粗糙表面上,反射光沿各个方向反射,反射光的方向不可以用成像规律来描述。
五、衍射衍射是一种波动现象,是波在遇到障碍物或传播到开口处时发生的现象。
物理光学知识点

物理光学知识点物理光学是物理学的一个重要分支,研究光的性质和行为。
本文将介绍一些基本的物理光学知识点,包括光的传播、反射、折射、干涉和衍射等。
一、光的传播光是一种电磁波,可以在真空、空气和透明介质中传播。
光在传播过程中具有直线传播和波动传播两种形式。
直线传播指的是光在等折射率介质中以直线方式传播;波动传播指的是光在不同介质的界面上发生折射和反射。
二、光的反射当光线从一个介质射入到另一个介质时,会发生反射现象。
反射分为镜面反射和漫反射。
镜面反射指的是光线在光滑表面上发生反射,反射光线的入射角等于反射角;漫反射指的是光线在粗糙表面上发生反射,反射光线以不确定的角度散射。
三、光的折射光线从一种介质射入到另一种介质时,由于介质的折射率不同,光线的传播方向会发生改变,这就是光的折射。
折射定律描述了光的折射行为,即入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于两种介质的折射率之比。
四、光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相遇产生干涉现象。
干涉又分为构成干涉和破坏干涉。
构成干涉指的是两束或多束光线相遇形成明暗相间的干涉条纹;破坏干涉指的是两束或多束光线相遇抵消彼此产生的干涉。
五、光的衍射光的衍射是指光通过物体边缘或孔径时,光的波动性质导致光线发生弯曲和扩散的现象。
衍射现象是光的波动性质的直接证明,也是光的波动性质和粒子性质的独特表现。
六、其他光学知识点除了以上几个主要的光学知识点外,还有一些其他重要的光学知识点:1. 光的色散:不同频率的光在介质中传播速度不同,从而使光产生折射角的变化。
2. 波长和频率:光的波长和频率之间存在反比关系,波长越短,频率越高。
3. 光的偏振:光的振动方向决定了光的偏振状态,可分为线偏振、圆偏振和不完全偏振等。
4. 光的吸收和透射:光在物质中可以被吸收或透射,被吸收的光会转化为其他形式的能量。
综上所述,物理光学是研究光的性质和行为的学科,包括光的传播、反射、折射、干涉和衍射等知识点。
这些知识点不仅是物理学的基础,也有着广泛的应用,如光学器件、光通信和光学显微镜等领域。
物理光学知识点

物理光学知识点光学是研究光的传播、相互作用以及产生的现象和规律的学科。
物理光学是光学的一个重要分支,它研究光的波动性和粒子性以及光与物质相互作用的规律。
在本文中,我们将介绍几个物理光学的基本知识点。
1. 光的波动性光既具有粒子性又具有波动性。
光的波动性体现在它遵循的波动方程和它的干涉、衍射等现象上。
干涉是指两个或多个波叠加时发生的相加或相消的过程,衍射是指光通过孔径或物体边缘时发生的弯曲和辐射现象。
2. 光的粒子性光的粒子性体现在光的能量和动量上,即光以粒子的形式称为光子。
光的能量由光子的频率决定,而光的动量由光子的波长决定。
这个现象由爱因斯坦的光电效应和康普顿散射实验证实。
3. 光的吸收、反射和折射当光与物体相互作用时,会发生吸收、反射和折射。
吸收是指光被物体吸收并转化为其他形式的能量,反射是指光从物体表面反射回来,折射是指光从一种介质传播到另一种介质时发生的改变方向的现象。
4. 光的色散光的色散是指光通过介质时不同波长光的折射角度不同的现象。
这是由于不同波长的光在介质中传播速度不同导致的。
最典型的例子是光在经过三棱镜时分解成不同颜色的光谱。
5. 光的偏振光的偏振是指光波在传播过程中的振动方向。
自然光是所有方向上都有振动的光,而偏振光则只在一个方向上振动。
这个现象由偏振片实现,通过选择性地阻止光振动方向来实现光的偏振。
6. 光的干涉光的干涉是指两个或多个光波叠加时发生的干涉现象。
由于光是波动性的,当两个或多个光波相遇时,它们会相互叠加形成干涉图案。
著名的双缝干涉实验证实了光的波动性和干涉现象。
总结:物理光学研究光的波动性和粒子性,以及光与物质相互作用的规律。
光的波动性体现在干涉、衍射等现象上,光的粒子性体现在光的能量和动量上。
光与物体相互作用时会发生吸收、反射、折射等现象,光经过介质时会发生色散。
光的偏振和干涉是光学中的重要概念。
通过学习这些基本知识点,我们可以更好地理解光的本质和光与物质的相互作用规律。
物理光学知识点

物理光学知识点物理光学是光学的一个重要分支,主要研究光的本性、光的传播以及光与物质的相互作用等。
下面就让我们一起来了解一些物理光学的关键知识点。
一、光的波动性光具有波动性,这一特性可以通过光的干涉、衍射和偏振现象来体现。
1、光的干涉当两束或多束光相遇时,如果它们的频率相同、振动方向相同且具有恒定的相位差,就会发生干涉现象。
最典型的干涉实验是杨氏双缝干涉实验。
在这个实验中,通过两条狭缝的光在屏幕上形成明暗相间的条纹,亮条纹处是光的加强区域,暗条纹处是光的减弱区域。
干涉条纹的间距与光的波长、双缝间距以及双缝到屏幕的距离有关。
2、光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,会偏离直线传播而发生衍射现象。
衍射现象使得光能够绕过障碍物,在障碍物的阴影区域形成一定的光强分布。
例如,单缝衍射实验中,当一束光通过一个狭窄的单缝时,在屏幕上会形成中央亮纹宽而两侧亮纹窄的衍射条纹。
3、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的横波特性。
自然光通过偏振片后可以变成偏振光,偏振光的振动方向是特定的。
偏振光在许多领域都有重要应用,如 3D 电影的眼镜就是利用了偏振光的原理。
二、光的粒子性光不仅具有波动性,还具有粒子性。
1、光电效应当光照射到金属表面时,金属中的电子会吸收光子的能量而逸出表面,这就是光电效应。
光电效应的发生存在截止频率,只有当入射光的频率高于截止频率时,才会产生光电效应。
而且,光电子的逸出几乎是瞬间的,与光的强度无关,而与光的频率有关。
2、光子的能量光子的能量与光的频率成正比,即E =hν,其中E 是光子的能量,h 是普朗克常量,ν 是光的频率。
三、光的折射与反射1、光的折射当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
折射定律指出,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。
折射率取决于介质的性质和光的波长。
2、光的反射光在遇到界面时会发生反射,反射角等于入射角。
镜面反射和漫反射是常见的两种反射形式。
物理光学知识点

物理光学知识点物理光学是研究光的传播、产生、检测以及与物质相互作用的学科。
在日常生活中,我们常常接触到光,比如太阳的光线、电灯的照明、光的折射等等。
了解物理光学的知识,对我们理解光的本质、光的特性、光的行为以及光的应用都有着重要的意义。
下面我们将介绍几个物理光学的知识点:1. 光的特性光既可以表现出粒子性,也可以表现出波动性。
根据粒子性,光可以被看作以光子为单位的能量传递体;根据波动性,光可以被看作是由纵波和横波组成的电磁波。
光的波长和频率决定了光的颜色,不同颜色的光对应着不同的波长和频率。
2. 光的传播光是以光速在真空中传播的,光速在真空中几乎是不变的,约为每秒300,000公里。
而在介质中,光的传播速度会减慢,传播路径也会发生弯曲。
3. 光的折射当光从一种介质传播到另一种介质时,光线的传播路径会发生改变,这种现象称为光的折射。
根据斯涅尔定律,光线在两种介质间传播时,入射角和折射角之比等于两种介质的折射率之比。
4. 光的反射光线从一种介质射向另一种介质的分界面时,会发生反射现象。
根据光的反射定律,入射角等于反射角,反射角的大小和入射光线与垂直方向的夹角有关。
5. 光的衍射光通过一个小孔或者细缝时,会在背后产生干涉和衍射现象,使得光在一定范围内进行波的传播。
这种现象称为光的衍射。
光的衍射现象在日常生活中的应用十分广泛,比如光的衍射在显微镜中的应用。
6. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相互叠加形成明暗条纹的现象。
干涉现象往往需要两束相干光的干涉,比如利用两个光源产生的相干光源。
光的干涉在光的测量、光的检测以及光的应用中都具有重要意义。
7. 光的偏振光的偏振是指光的电场振动方向只在一个平面上的现象。
当光通过特定的装置时,可以使光线只振动在一个特定方向或者只允许振动在特定方向上的光通过,这种现象称为偏振。
8. 光的颜色与频谱白光可以通过光的色散被分解成不同颜色的光,这就是频谱。
频谱包含了整个可见光的范围,从红色到紫色依次排列。
物理光学知识点

物理光学知识点
1. 光的直线传播呀,你想想,为啥我们能看到笔直的手电筒光线?这就是光沿直线传播的表现呀!就好像箭直直地射出去一样。
2. 光的反射多神奇呀!你照镜子的时候,不就能看到自己的样子吗?这就是光反射的结果,就像球撞到墙上反弹回来一样。
3. 说到光的折射,把铅笔插进水里,看起来好像变弯了,这就是折射搞的鬼呢!像人走在不同的路上会有不同的路线。
4. 凸透镜能聚集光线呢,你看放大镜不就是这个道理吗?它能把光聚集到一点,就像把东西都集中到一起。
5. 那凹透镜可是会让光发散哦,就好像把东西都散开一样,想想近视眼镜,是不是就是利用这个原理呀!
6. 颜色是怎么来的呢?白光通过三棱镜会分成各种颜色,这多有趣呀!就像把一个大礼包打开,里面有各种不同的宝贝。
7. 激光的威力可大啦!用于手术、切割等,就如同一个超级厉害的武器一样厉害。
8. 红外线我们看不到,但它很重要呀!比如遥控器不就是靠它工作的吗?像一个隐身但很能干的小助手。
9. 紫外线也有它的用处和危害呢!晒太阳会有紫外线,能让我们合成维生素 D,但也得注意别晒伤呀!就好像一把双刃剑。
我觉得物理光学的知识点真的是又神奇又实用,让我们的世界变得丰富多彩!。
高考物理光学必考知识点归纳总结

高考物理光学必考知识点归纳总结光学是高考物理中的重要考点之一,掌握好光学的相关知识点,对于提高物理成绩至关重要。
本文将对高考物理光学必考的知识点进行归纳总结,以帮助同学们更好地复习和应对考试。
一、光的直线传播光的直线传播是光学中最基本的概念,也是高考物理中的重点考点。
光线在均匀介质中直线传播,但在光的传播过程中,会发生折射、反射等现象。
1. 折射定律光线从一介质进入另一介质时,入射角与折射角之间满足折射定律。
即:入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于两介质的折射率之比。
2. 反射定律光线从一介质射向另一介质的分界面上时,入射角与反射角之间满足反射定律。
即:入射角等于反射角。
二、光的成像了解光的成像是理解光学的关键。
掌握光的成像规律能够帮助我们解决物体在光学仪器上的成像问题。
1. 凸透镜成像凸透镜是一种常见的光学元件,它可以将光线聚焦或发散。
根据凸透镜的物理特性,可以总结出以下凸透镜成像规律:- 物距大于焦距时(物距大于2倍焦距),凸透镜将形成一个倒立、减小、实的实像。
- 物距等于焦距时,凸透镜将形成一个无穷远处的平行光。
- 物距小于焦距时(物距小于2倍焦距),凸透镜将形成一个正立、放大、虚的虚像。
2. 凹透镜成像凹透镜也是一种重要的光学元件,它具有发散光线的特性。
凹透镜的成像规律如下:- 凹透镜无论物距大小,成像都是倒立、减小、虚的虚像。
三、色散现象色散现象是光学中的重要内容,我们常常可以在光的折射中观察到不同波长的光发生弯曲的现象。
色散现象可分为正常色散和反常色散。
1. 正常色散当光线从光密介质(如玻璃)射向光疏介质(如空气)时,波长较大的红光比波长较小的紫光折射角更小,发生正常色散。
2. 反常色散当光线从光疏介质射向光密介质时,波长较大的红光比波长较小的紫光折射角更大,发生反常色散。
四、光的干涉与衍射光的干涉与衍射是光学中的重要现象,了解光的干涉与衍射现象有助于我们理解和解释一些光学实验和现象。
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A.传播的路程相等,走过的光程相等。
B.传播的路程相等,走过的光程不相等。
C.传播的路程不相等,走过的光程相等。
D.传播的路程不相等,走过的光程不相等。
光在界面发生反射和透射,对于入射光、反射光和透射光,不变的量是D。
A.波长B.波矢C.强度D.频率
6.光波的能流密度 正比于B。
平行平板多光束干涉与双光束干涉条纹的异同表现在(C)。
光波的叠加
选择题
某束光的波函数表示为: ,若式中的 不恒定,则该光可能是(部分)偏振光或(非偏振(或自然光))光;若 为( 的整数倍)时,该光为线偏振光;若 为( 的奇数倍)且满足条件( )时,该光为圆偏振光;若 ,则为(左旋)圆偏振光。
光强均为 的两同频、同振动方向波叠加,波长为 ,至叠加点的光程差为 ,则其相位差 为( ),叠加光强为( ),其条纹对比度为(1)。
光波在介质分界面上的反射特性和透射特性与哪些因素有关?
答:与入射光的偏振状态(2分)、入射角(2分)和界面两侧介质的折射率(2分)有关。
光波在介质分界面全透射的条件是什么?
答:入射光为光矢量平行于入射面的线偏振光。 (3分)
入射角等于布儒斯特角B。( ) (3分)
光波在分界面的反射和透射特性与哪些因素有关?
波长为、振幅为A的平面波以角入射到镜面,忽略反射引起的位相变化,求
(1)
x轴上,是入射光与反射光的kx分量的同向叠加。
E(x)=Asinexp(iksinx)+Asinexp(iksinx)=2Asinexp(iksinx),k=2/。
(2)
y轴上,是入射光与反射光的ky分量的反向叠加。
E(y)=Acosexp(-ikcosy)+Acosexp(ikcosy)=2Acoscos(kcosy)
研究时谐均匀平面波的意义。
答:时谐均匀平面波的数学描述简单,又能反映光波的基本特征。
时谐均匀平面波作为描述光波的基本波型,复杂光波可由不同均匀平面波叠加而成。
为什么常用复振幅表示简谐波?
讨论电磁波在两种介质分界面上的折反射性质时,为什么要分析、并且只分析平行分量和垂直分量?
界面上透射率是否等于透射系数的平方?为什么?
相速度:等相面的传播速度。
群速度:振幅恒值点的移动速度。
简答题
电磁场波动方程的数学表示式
电场的波动方程: ;磁场的波动方程:
平面波、球面波、柱面波的一般式
平面波: ;球面波: ;
柱面波:
电磁波是如何相互激发产生的
变化的电场产生交变的磁场,交变的磁场产生变化的电场,从而,电场和磁场相互激发,以一定的速度由近及远传播开来就形成了电磁波。
原子发光特点
①实际原子发出的是一段儿一段儿有限大的波列;②振幅在持续时间内保持不变或变化缓慢;③前后波列之间没有固定的相位关系;④各个波列的振动方向不同。
平面电磁波性质
①平面电磁波是横波② ,并且构成右手螺旋系③ 和 同相位
各向同性均匀介质的物质方程表示式及各个物理量的意义
——电导率; ——介电常数; ——磁导率
一观察者站在水池边观看从水面反射来的太阳光,若以太阳光为自然光,则观察者所看到的反射光是自然光,线偏振光还是部分偏振光?它与太阳的位置有什么关系?为什么?
(1)当入射角 时,反射光为线偏振光,(2分)因此时
即当 时反射光为线偏振光。(3分)
(2)当 反射光为自然光。(3分)
(3)其他角度时,反射光为部分偏振光。(2分)
微分形式的麦克斯韦方程组及各物理量的意义
——电感强度; ——磁感强度;
——电场强度; ——磁场强度;
——自由电荷体密度;
——传导电流密度; ——位移电流密度。
何为平面波?写出真空中波长为500nm振幅为2的单色平面波的表达式。(6分)
答:等相面为平面的简谐波为平面波。
画出菲涅耳曲线,并由图分析反射光和透射光的位相变化。(光由光疏进入光密媒质)
A. B. C. D.
当光波在两种不同介质中的振幅相等时,D。
A.其强度相等B.其强度不相等
C.不确定D.其强度比等于两种介质的折射率之比
光从折射率小介质中正入射到折射率大的介质表面时,相对于入射光的电场和磁场,反射光的C。
A.电场和磁场都无相位变化B.电场和磁场都有相位突变
C.电场有相位突变,磁场无相位变化D.电场无相位变化,磁场有相位突变
一平面单色光波的圆频率为ω、波矢为 ,其在真空中的光场E用三角函数表示为 ,用复数表示为 ;若单色球面(发散)光波的圆频率为ω、波矢为 ,其在真空中的光场E用三角函数表示为 ,用复数表示为 ;
一光波的波长为500nm,其传播方向与x轴的夹角为300,与y轴的夹角为600,则其与z轴的夹角为900,其空间频率分别为1.732x106m-1、1x106m-1、0;
A. ;B. ;C. ;D.
在介质1和2的分界面上(法线表示为 ),若无面电荷和面电流,下列关系正确的是(B)。
A. ;B. ;C. ;D.
全反射时,在折射率小的介质中的电场()。B。
A.等于零B.随离界面距离的增加按指数规律衰减
C.等于常数D.随离界面距离的增加按指数规律增加
自然光在界面发生反射和折射,当反射光为线偏振光时,折射光与反射光的夹角必为()。D
若一束光波的电场为 ,则,光波的偏振状态是振动方向沿(y轴)的(线)偏振光;光波的传播方向是(z轴)方向;振幅是(2) ;频率是( )Hz;空间周期是( )m;光速是( )m/s。
已知为波长632.8nm的He-Ne激光在真空中的传播速度为3.0x108m/s,其频率为4.74x1014Hz;在折射为1.5的透明介质中传播速度v为2.0x108m/s,频率为4.74x1014Hz,波长为421.9nm;
选择题
与 描述的是(C)传播的光波。
A.沿正 方向;B.沿负 方向;
C.分别沿正 和负 方向;D.分别沿负 和正 方向。
光波的能流密度 正比于(B)。
A. 或 B. 或 C. ,与 无关D. ,与E无关
在麦克斯韦方程组中,描述法拉第电磁感应定律的方程是:(C)。
A. ;B. ;C. ;D.
若某波长的光在某介质的相对介电常数为 ,相对磁导率为 ,则该光在该介质中的折射率为(B)。
选择题
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的透明薄片后,这条光路的光程改变量为(A)。
(A)2(n-1)d(B)2nd(C)2(n-1)d+/2(D)nd
等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环,(C)。
(A)两者都是中心部分圆环的干涉级次大
(B)两者都是边缘部分圆环的干涉级次大
在实验室中获得相干光波的方法有分振幅、分波面、分振动面等三种,杨氏双缝干涉属于分波面,迈克耳孙干涉属于分振幅;
如图所示,左图是干涉法检查平面示意图,右图是得到的干涉图样,则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。(填“上凸”或“下凹”)
如图所示,平行单色光垂直照射到薄膜上,经上下两表面
反射的两束光发生干涉,若薄膜的厚度为e,并且n1>n2>n3,
折射定律: 折射光位于由入射光和法线所确定的平面内。 折射光与入射光分居在法线的两侧。 折射角与入射角满足: 。
坡印亭矢量(34、辐射强度矢量):它表示单位时间内,通过垂直于传播方向的,单位面积的电磁能量的大小。它的方向代表的是能量流动的方向, 。
发光强度:辐射强度矢量的时间平均值 。
反射定律:①反光线位于由入射光线和法线所确定的平面内;②反射光线和入射光线位于法线两侧;③反射角与入射角绝对值相等,符号相反,即 。
A. 或 B. 或 C. ,与 无关D. ,与E无关
名词解释
半波损失:在小角度入射(1分)或掠入射(1分)两种情况下,光波由折射率小的媒质(光疏媒质)进入折射率大的媒质(光密媒质)时,反射光和入射光的振动方向相反,这种现象通常称为“半波损失”。(1分)
全反射:光从光密介质入射到光疏介质,并且当入射角大于临界角时,在两个不同介质的分界面上,入射光全部返回到原介质中的现象,就叫全反射。
答:透射系数大于1不与能量守恒相矛盾。
反映能量关系的是透射率,由透射率表达式可知:即使透射系数大于1,其透射率也不能大于1。
解释“半波损失”和“附加光程差”。
答:半波损失是光在界面反射时,在入射点处反射光相对于入射光的相位突变,对应的光程为半个波长。
附加光程差是光在两界面分别反射时,由于两界面的物理性质不同(一界面为光密到光疏,而另一界面为光疏到光密;或相相反的情形)使两光的反射系数反号,在两反射光中引入的附加相位突变,对应的附加光程差也为半个波长。
解:菲涅耳曲线如下图所示
t∥,t⊥在入射角θ1为任何角度时均大于0,说明透射光的相位与入射光相位相同,既无相位变化;(1分)r⊥<0说明反射光的垂直分量与入射光的垂直分量相位差π;(1分)θ1<θB时r∥>0说明反射光的平行分量无相位变化,θ1>θB时r∥<0说明反射光的平行分量与入射光的平行分量相位差π。(1分)
1为入射光在折射率为n1的媒质中的波长,则两束反射光在
相遇点的位相差为。
在双缝杨氏干涉实验中,两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖,二者的厚度均为e。波长为的平行单色光垂直照射到双缝上,在屏中央处,两束相干光的相位差为_________。
如图所示,左图是干涉法检查平面示意图,右图是得到的干涉图样,则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。
光的干涉
填空题
两束光 和 干涉,只有满足(频率相等)、(相位差恒定)、(偏振方向不垂直)条件,才能获得稳定的干涉条纹;当位相差等于( 的整数倍(或 的偶数倍))时,干涉强度取极大值;当位相差等于( 的奇数倍)时,干涉强度取极小值。