《光学》精品课程多媒体课件绪论§0-2光学发展简史克莱门德（公元50年）和托勒玫（公元90～168年）研究了光的折射现象，最先测定了光通过两种介质分界面时的入射角和折射角。罗马的塞涅卡（公元前3～公元65年）指出充满水的玻璃泡具有放大性能。阿拉伯的马斯拉来、埃及的阿尔哈金（公元965～1038年）认为光线来自被观察的物体，而光是以球面波的形式从光源发出的，反射线与入射线共面且入射面垂直于界面。二、几何光学时期三、波动光学时期四、量子光学时期五、现代光学时期要求：光的干涉一、光的电磁理论特点光是电磁波，把电磁波按波长或频率的次序排列成谱，称为电磁波谱。可见光是一种波长很短的电磁波，其波长范围为400nm~760nm频率范围为7.51014Hz~3.91014Hz，它是能引起视觉的电磁波。在真空中，光的不同波长范围与人眼不同颜色感觉之间的对应关系如下一、光源可见光频率范围光波是电磁波。光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是E矢量，称为光矢量。E矢量的振动称为光振动。二、光的相干性1、非相干叠加2、相干叠加两相干光束§1-3光程与光程差光程差光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程不同光线通过透镜要改变传播方向，会不会引起附加光程差？§1-4分波面干涉杨氏干涉条纹(1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。方法一：二、其他分波阵面干涉装置2洛埃镜问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第k级明条纹处，其厚度h为多少？原来k级明条纹位置满足：利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。光线a2与光线a1的光程差为：干涉条件二、增透膜和增反膜问：若反射光相消干涉的条件中取k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？此膜对反射光相干相长的条件：一、劈尖干涉干涉条件空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差：劈尖干涉的应用--------干涉膨胀仪二、牛顿环略去e2例已知：用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第k级明环的半径,k级往上数第16个明环半径，平凸透镜的曲率半径R=2.50m测细小直径、厚度、微小变化一、迈克耳逊干涉仪例.在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入10厘米长的玻璃管A、B，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？解：设空气的折射率为n光在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象。缝较大时，光是直线传播的光源从同一波阵面上各点所发出的子波，在传播过程中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象，空间各点波的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。C----比例常数用菲涅耳半波带法解释单缝衍射现象A菲涅耳半波带法Aφ结论：分成偶数半波带为暗纹。分成奇数半波带为明纹。讨论中央两侧第一暗条纹之间的区域，称做零极（或中央）明条纹，它满足条件：a3.相邻两衍射条纹间距条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩色条纹。该衍射图样称为衍射光谱。例、一束波长为=5000Å的平行光垂直照射在一个单缝上。(1)已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角1=300，求该单缝的宽度a=?例、一束波长为=5000Å的平行光垂直照射在一个单缝上。(2)如果所用的单缝的宽度a=0.5mm，缝后紧挨着的薄透镜焦距f=1m，求：(a)中央明条纹的角宽度；(b)中央亮纹的线宽度；(c)第一级与第二级暗纹的距离；例、一束波长为=5000Å的平行光垂直照射在一个单缝上。a=0.5mm，f=1m(3)如果在屏幕上离中央亮纹中心为x=3.5mm处的P点为一亮纹，试求(a)该P处亮纹的级数；(b)从P处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？§2-7夫琅和费圆孔衍射点光源经过光学仪器的小圆孔后，由于衍射的影响，所成的象不是一个点而是一个明暗相间的圆形光斑。瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗处相重合，认为这两个点光源恰好能为这一光学仪器所分辨。s§2-8光栅衍射a二、光栅的衍射规律(a+b)sin=kk=0,±1,±2,±3···2、暗纹条件光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。4、缺级现象k=1白光投射在光栅上，在屏上除零级主极大明条纹由各种波长混合仍为白光外，其两侧将形成由紫到红对称排列的彩色光带，即光栅光谱。例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在sin2=0.2处，第4级为第一个缺级。求(1)光栅上相邻两缝的距离是多少？(2)狭缝可能的最小宽度是多少？(