大学物理-波动光学基础

大学物理对光学的学习，进入了波动光学，即利用电磁波的传输特点来分析光的现象。具体涉及到光的干涉、衍射和偏振，本图主要对光的干涉进行概括。

光是电磁波

• 光
  • 电磁波
    • 传播的电磁场，变化的电磁场。
    • 横波
      • 电场和磁场均垂直于传播方向
      • 电场和磁场振动方向垂直
        • 同相
  • 电场强度是光矢量
    • 1. 视觉作用的是电场
    • 2. 磁场的作用相对于电场是常常可以忽略的
  • 介质中的光速
    • • 真空中的光进入介质中
        • 频率不变
  • 可见光
    • 频率范围
      • 7.5~3.9×10^14Hz
    • 真空中波长范围
      • 400~760nm
• 半波损失
  • 1. 反射
  • 2. 传播方向是折射率低到高
• 光程
  • • 是一种折合为真空波长时的路程
• 相干条件
  • 1. 频率相同
  • 2. 振动方向平行
  • 3. 相位差恒定
• 干涉现象
  • “亮条纹”干涉加强
    • • 条件
  • “暗条纹”干涉减弱
    • • 条件
• 干涉
  • 杨氏双缝干涉
    • • 现象
        • 明暗相间的条纹
      • 光程差
      • 条纹间距
        • • 相邻明纹/暗纹之间的间距
  • 薄膜干涉
    • 等厚干涉
      • 光程差与厚度有关的干涉。
      • 劈尖干涉
        • • 需要考虑是否有半波损失
        • • • a是相邻明纹/暗纹间的间距
      • 牛顿环
        • • 暗环半径
        • 现象
          • 环状的条纹
    • 等倾干涉
      • 光程差与入射光的倾角有关的干涉。
      • • • 垂直照射时
            • • 增透膜
                • • 干涉减弱
              • 增反射膜
                • • 干涉加强
  • 迈克尔逊干涉
    • • 两反射镜垂直时
        • 等倾干涉
          • 光程差与入射光的倾角有关的干涉。
          • • N是圆环改变/吞吐的个数
      • 两反射镜不垂直
        • 等厚干涉
          • 光程差与厚度有关的干涉。