《复习3光学》课件

《复习3光学》ppt课件•光学基础知识•光的干涉•光的衍射•光的偏振•光学仪器01光学基础知识光的本质010203光的波动性光的粒子性光的偏振光是一种电磁波，具有振光也可以看作是由粒子光在某些方向上振动，具动和传播的特性（光子）组成的，具有能有偏振现象量和动量光的传播光的直线传播光的折射光的反射在没有介质的情况下，光当光从一个介质传播到另光在界面上反射，遵循反沿直线传播一个介质时，其传播方向射定律会发生改变光的干涉与衍射光的干涉干涉与衍射的应用当两束或多束相干光波相遇时，它们干涉和衍射在光学仪器、通信和测量会相互叠加，形成明暗相间的干涉条等领域有广泛应用纹光的衍射光绕过障碍物边缘或穿过窄缝时，会形成衍射现象，形成明暗相间的衍射条纹02光的干涉干涉现象干涉图样干涉区域中光强分布不均匀，形成干涉现象明暗相间的干涉图样两束或多束光波在空间某些区域相遇时，相互叠加产生加强或减弱的现象干涉分类根据光波的来源和叠加方式，干涉可分为分波面干涉和分振幅干涉干涉条件相干性平行光束单色光参与干涉的光波必须具有相同的参与干涉的两束或多束光波必须参与干涉的光波必须具有相近的频率、振动方向和相位关系平行或接近平行波长，即单色光双缝干涉实验双缝干涉实验通过双缝干涉实验可以观察到明暗交替的干涉条纹条纹间距根据光的波长和双缝间距，可以计算出干涉条纹的间距条纹移动当光源移动或双缝之一移动时，干涉条纹会相应地移动薄膜干涉薄膜干涉当光波入射到薄膜表面时，会产生反射和透射，两者相互叠加产生干涉等倾干涉当入射角一定时，薄膜上不同位置的光线具有相同的入射角，产生等倾干涉等厚干涉当薄膜厚度变化时，光线在薄膜上表面和下表面反射后产生等厚干涉03光的衍射衍射现象01020304衍射现象衍射现象的分类几何衍射物理衍射光在传播过程中遇到障碍物时，根据障碍物的不同，衍射现象当光遇到边缘、孔洞或狭缝等当光遇到尺寸与光波长相当或发生偏离直线传播的现象可以分为几何衍射和物理衍射障碍物时，光波绕过障碍物继更小的障碍物时，光波绕过障续传播的现象碍物继续传播的现象衍射类型菲涅尔衍射01根据观察方向的不同，衍射可以分为前向衍射和后向衍射前向衍射是指观察方向与入射方向相同或接近的衍射，后向衍射是指观察方向与入射方向相反的衍射夫琅禾费衍射02当光源和观察屏距离障碍物较远时，衍射光斑呈现明显的衍射图案，这种衍射称为夫琅禾费衍射菲涅尔透镜03菲涅尔透镜是一种特殊的透镜，它由一系列同心环状结构组成，可以产生前向和后向衍射，从而形成放大的虚像或实像单缝衍射实验单缝衍射实验装置单缝衍射实验装置包括光源、单缝、屏幕和测量1尺等部分单缝衍射图样当光通过单缝时，会在屏幕上形成明暗相间的衍2射图样单缝宽度对衍射图样的影响随着单缝宽度的减小，衍射图样的明暗条纹变得3越明显，中央明条纹越粗大圆孔衍射实验圆孔衍射实验装置01圆孔衍射实验装置包括光源、圆孔、屏幕和测量尺等部分圆孔衍射图样02当光通过圆孔时，会在屏幕上形成明暗相间的衍射图样圆孔直径对衍射图样的影响03随着圆孔直径的减小，衍射图样的明暗条纹变得越明显，中央明条纹越粗大04光的偏振偏振现象偏振现象光波在振动过程中，其电矢量或磁矢量在某一特定方向上的振动占据优势的现象偏振现象的发现1809年由莫尔纳尔发现偏振现象的产生条件光波在特定方向上受到限制或产生反射、折射等光学现象偏振片偏振片的定义一种光学元件，可以使特定方向的光通过，而阻止与其偏振方向垂直的光通过偏振片的制作方法通常是将聚乙烯醇薄膜拉伸后，在特定方向上施加电场，使分子重新定向排列偏振片的应用用于消除反射光、提高图像清晰度、减少眩光等自然光与偏振光自然光的定义光线在各个方向上的振动是均匀分布的，没有明显的偏振方向偏振光的定义光线在某一特定方向上的振动占据优势，表现出明显的偏振特性自然光与偏振光的关系自然光可以通过偏振片转化为偏振光，反之亦然双折射现象双折射现象的定义当光线通过某些晶体时，会分解成两个相互垂直的偏振光，分别以不同的速度传播的现象双折射现象的产生原因与晶体的内部结构有关，不同的光线波长会导致不同的折射率双折射现象的应用用于制造光学仪器、晶体眼镜等05光学仪器透镜透镜的种类透镜的焦距透镜的应用透镜的光路透镜对平行光的会聚或通过透镜的光线会因为凸透镜、凹透镜、平凸放大镜、眼镜、相机镜发散能力，决定了透镜折射而改变方向，形成透镜、双凸透镜等头等的焦距实像或虚像反射镜反射镜的种类反射镜的应用平面镜、凹面镜、凸面镜等镜子、太阳灶、望远镜等反射镜的反射率反射镜的光路不同材料和形状的反射镜具有光线经过反射镜反射后，遵循不同的反射率“入射角等于反射角”的规律光谱仪光谱仪的原理光谱仪的种类利用光的色散原理，将不同波长的光分散开棱镜光谱仪、光栅光谱仪等来光谱分析光谱仪的应用通过对光谱的分析，可以了解物质的结构和科学研究、工业生产、医疗诊断等组成照相机照相机的原理照相机的种类利用透镜成像原理，将景物通过镜头数码相机、胶片相机等成像在感光材料上照相机的性能指标照相机的应用像素、光圈、快门速度等摄影、摄像等艺术创作和记录生活。