波动光学

波动光学（wave optics）是以波动理论研究光的传播及光与物质相互作用的光学分支。17世纪，R. 胡克和C. 惠更斯创立了光的波动说。惠更斯曾利用波前概念正确地解释了光的反射定律、折射定律和晶体中的双折射现象。波动光学无论是理论还是应用，

波动光学

• 衍射
  • 菲涅耳衍射
    • 惠更斯菲涅尔原理
      • 同一波前上各点所发出的子波都是相干波源
      • 各子波发出的波在空间某点相遇时相互叠加
      • E（p）=∫∫（CK（θ）（cos（ωt-kr））/r）ds
        • θ=0，K=Kmax
        • θ增大，K（θ）减小
        • θ≥90º，K=0
    • 菲涅尔半波带法
      • 子主题
      • 中央亮纹
        • 中央亮纹的宽度：△x=2fλ/a
        • 中央亮纹角宽度：φ₁=λ/a
          • 中央亮纹的角宽度为其他明纹角宽度的两倍
          • 缝宽a一定，波长λ越大衍射角越大。白光入射，中间白，两侧由紫到红
  • 夫琅禾费衍射
    • 单缝夫琅和费衍射
    • 圆孔夫琅和费衍射
      • 艾里斑：中央光斑
      • 艾里斑
        • 半角宽度：sin△θ=1.22λ/D， D为圆孔直径
      • 瑞利准则：第一个象的艾里斑边沿第二个象的艾里斑中心重合—恰能分辨
        • 分辨率：1/δφm=D/1.22λ
• 光栅
  • 可以看成先衍射再干涉
  • 
  • 条纹特点：亮、细、疏
  • 缺级现象：k=k′（a+b）/a k（′=±1、±2、±3……）
• 干涉
  • 杨氏双缝干涉
    • 
      • 现象
        • 明暗相间的条纹
      • 光程
        • 不同介质的折射率n与在这个介质中几何路程r的乘积
        • 光程差
          • δ=n₁r₁-n₂r₂
      • 条纹间距
        • △x=λD/d
          • 相邻明/暗条纹间距
    • 分波面干涉
  • 薄膜干涉
    • 等倾干涉
      • 
        • 
          • 增透膜
            • δ=（k+1/2）λ
              • 干涉减弱
          • 子主题
            • δ=kλ
              • 干涉增强
      • 同一级条纹具有相同的倾角
    • 分振幅干涉
    • 等厚干涉
      • 劈尖干涉
        • δ=2d+λ/2
          • 注意是否存在半波损失
        • 
          • asin=λ/2n
            • a是相邻明暗条纹间距
      • 牛顿环
        • 
          • 暗环半径：r=√kλR
      • 同一级条纹具有相同的厚度
  • 迈克尔逊干涉
    • 
      • 两反射镜垂直时
        • 等倾干涉
          • 2△d=Nλ
            • N是圆环改变的个数
      • 两反射镜不垂直时
        • 等厚干涉
• 衍射的核心思想：子波相干叠加的思想