工程光学课件30311

1、电磁波谱,光波: 特定波段的电磁波,全反射（Total internal reflection）,临界角ic,临界角(Critical angle):,每一种宝石都有自己的折射率，钻石的折射率为2.42，也是宝石中折射率最高的，折射率越高，临界角就越小，全反射的范围就宽，光容易发生全反射且反射的光量多，呈现的光芒就越璀璨。这就是为什么钻石的光彩永远比其他宝石要好的原因,光学纤维,Light can travel with little loss in a curved optical fiber, because the light is totally reflected whenever it strikes the core-cladding interface and because the absorption 。

2、,第六章 光的偏振 &光在晶体中的传播,第六章 光的偏振和光在晶体中的传播1、 自然光和偏振光 2、 起偏器与检偏器、马吕斯定律 3、 菲涅耳公式 （补充内容） 4、 双折射现象 5、 惠更斯作图 6、 波片和补偿器 7、 偏振光的干涉 8、 人为双折射 9、 旋光性, 测糖术,光波是横波。,将平面电磁波函数代入E=0和H=0，得到Ek和Hk，即电磁场振荡方向与波矢方向正交，在与波矢正交的横平面中振荡，即自由空间中光波为横波。,电场和磁场之间正交和同步。,可知：,偏振度：,式中Imax和Imin分别是最大振幅和最小振幅对应的光强。对于线偏振光， Imin=0，。

3、1,应,用,学,光,2,光是什么?,3,光学的发展历史,光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到2000多年前。人类对光的研究，最初主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体？”之类问题。约在公元前400多年(先秦的代)，中国的墨经中记录了世界上最早的光学知识。它有八条关于光学的记载，叙述影的定义和生成，光的直线传播性和针孔成像，并且以严谨的文字讨论了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。 自墨经)开始，公元11世纪阿拉伯人伊本海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时独立地发明显微镜；一直到17世纪上。

4、工程光学,第三章 平面与平面系统,第一节 平面镜成像,第二节 平行平板,第三节 反射棱镜,第四节 折射棱镜与光楔,第五节 光学材料,第一节 平面镜成像,一、平面镜成像,平面镜是唯一成完善像的光学元件,由物像位置关系及放大率公式,像是正的，物像虚实相反，大小一致,第一节 平面镜成像,镜像、一致像,平面镜能改变光轴方向，将较长的光路压缩在较小空间内。但成镜像，会造成观察者的错觉,奇数次反射成镜像， 偶数次反射成一致像; 当物体旋转时，其像反方向旋 转相同的角度。,第一节 平面镜成像,二、平面镜旋转特性,重要特性： 当入射光线方向不。

5、上篇 几何光学与成像理论,关于光-波、粒二相性,10-14 :宇宙射线 10-12 :射线 10-10 : x 射线 10-7 :紫外线 10-6 :可见光3.8-77.8-7 10-5 :红外线 10-4 :毫米波 10-3 :厘米波 10-2102 :无线电,第一章,第一章 几何光学基本定律与成像概念,第一章,第一节几何光学基本定律,一、光波与光线 1、光的本质 光波是一种电磁波 2、光的颜色 人眼根据光波长不同而感知 单色光与复色光,第一章,3、光点、光线与波面 发光点发出的光抽象为携带能量并带有方向的几何线称为光线 某时刻振动位相相同的点构成的面为波阵面 4、平面波、球面波、与任意曲面波 同。

6、1,第十章 光的电磁理论基础,两种波动理论 光的电磁理论的建立 安培（Ampere） 法拉第（Faraday） 麦克斯韦（Maxwell） 赫兹（Hertz） 现代物理光学的两种理论基础,2,第一节 光的电磁性质,高斯定理：,一、麦克斯韦方程组 1、静电场和稳恒电流磁场的基本规律,安培环路定律,3,2、麦克斯韦方程组的积分形式（交变场）,高斯定理：法拉第定理： （涡旋定理）,后两个公式反映了磁场和电场之间的相互作用。,D：电感强度 B：磁感强度 E：电场强度 H：磁场强度：磁通量,变化的磁场产生涡旋电场,变化的电场产生涡旋磁场,4,3、麦克斯韦方程组的微分形。

7、第七章 光的衍射,7.1光波的标量衍射理论 7.2菲涅耳衍射 7.3夫琅禾费衍射 7.4光学成像系统的衍射和分辨本领 7.5衍射光栅,缝较大时，光是直线传播的,缝很小时，衍射现象明显,7.1 光波的标量衍射理论,衍射现象：,光线偏离直线传播的现象.,7.1.1 衍射的基本概念,障碍物(衍射屏)的复振幅透射系数,刚刚透过衍射屏的复振幅表示为：,衍射图样和衍射屏的结构一一对应，衍射屏结构越细微，相应的衍射图样越扩大。,衍射现象的基本问题：,已知,或已知,或已知,7.1.2 惠更斯-菲涅耳原理,惠更斯原理：波前（面）上的每一点都可以看作一个发射球面子波的新。

8、1,第十一章 光的干涉和干涉系统,干涉现象是光波波动性的重要特征 1801年杨氏干涉实验波动理论部分相干理论 应用：测量光谱线的细微结构、测量长度 多种干涉装置：杨氏双缝干涉、迈克尔逊干涉仪等 本章内容：干涉现象、干涉理论和干涉装置,2,第一节 光波的干涉条件,一、干涉现象,1、什么是干涉现象（Interference）,2、相干光波（Coherent wave）和相干光源（Coherent light source）能够产生干涉的光波，叫相干光波；其光源称为相干光源。,3,二、干涉条件,一般情况下，,4,对于两个平面简谐波,5,干涉条件（必要条件）：,6,第二节 杨氏干涉。