光学知识结构
2018-03-30 17:56:28 13 举报AI智能生成
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光学知识结构
作者其他创作
大纲/内容
几何光学
几何光学基本定律
三定律
全反射与全反射角
光路可逆性原理
色散
折射率
棱镜的色散
惠更斯原理
波面的概念
球面波、平面波
波的几何描述
波面：等相位面
波线：切线为能量传播方向
惠更斯原理的表述
次波源的概念
惠更斯原理对反射和折射定律的解释
几何光学原理的适用范围
费马原理
费马原理的表述
费马原理推导光学三定律
成像
成像的基本原理
物方与像方
物与像的虚实性
物与像的共轭性
物像之间的等光程特性
物像的相对性
等光程面
反射等光程面
折射等光程面
齐明点
共轴球面组傍轴成像
光在单球面上的折射
轴上物点成像的焦距和物像距公式
焦点
光焦度的定义和意义
物像距公式的符号规则
横向放大率
逐次成像
拉格朗日--亥姆霍兹定理
薄透镜成像
单一薄透镜的焦距公式
焦平面的概念
单一薄透镜的成像公式
薄透镜组成像的作图和计算
三组特殊的共轭光线
计算的方法：逐次成像
理想光具组成像
理想光具组的主点和主平面
亥姆霍兹公式
光学仪器及其应用
眼睛
明视距离
分辨率极限
眼睛的结构和视觉细胞的感光特性
投影仪与照相机
照相机的光圈与景深
望远镜与显微镜
目镜和物镜的作用
望远镜和显微镜成像原理的区别
阿贝正弦条件
棱镜光谱仪
其他方面
光阑与相差
孔径光阑和视场光阑
球差、慧差、色差
像散和像场弯曲、畸变
惠更斯目镜
冉斯登目镜
光度学
辐射能通量和光通量
发光强度和亮度
发光强度和光强的区别
照度
色度学
三原色
生活中的几何光学
光的电磁理论
定态光波的复振幅描述
波与定态光波的概念
光波的振幅与相位
平面波和球面波的复振幅描述形式
光强的复振幅表示
共轭波的概念
波前与波面
波前与波面的概念和区别
球面波与平面波的转化--傍轴条件与远场条件
轴上
轴外
源平面坐标和场点平面坐标的对应关系
横波特性与偏振
横波特性与现象
光的五种偏振态
起偏与检偏
马吕斯定律
生活中的偏振光学
光在电介质表现的反射与折射
光矢量的正交分解
局域坐标架的理解
菲涅耳反射和折射公式
反射率与透射率
振幅
光强(能流密度)
能流
两种特殊情况：正入射、掠入射
位相关系与半波损
斯托克斯倒逆关系
反射与折射的偏振现象
布儒斯特角
玻璃片堆
波动光学--干涉
波的叠加和干涉基本原理
光波的独立传播和相干叠加
干涉的基本条件--相干光源
反衬度的概念
两个点光源的干涉
两列波场干涉的数学描述
球面波
平面波
空间频率的概念
杨氏双孔或双缝干涉
条纹形状
条纹间距
干涉装置
分波前干涉装置
分波前干涉装置的特性
菲涅耳双面镜、双棱镜、劳埃镜
条纹形状、间距
条纹的移动
分振幅干涉装置
基本分析思路
几何光程差
附加光程差--半波损
反射光与透射光的互补性
等厚干涉
概念、条件及条纹特点
楔形薄膜
测量应用
牛顿环
观测装置
条纹特点
应用：测量透镜曲率半径等
等倾干涉
计算：级次、条纹间距、角宽度等
应用
薄膜干涉的进一步讨论
薄膜干涉的定域问题
薄膜的颜色
增透膜与增反膜
干涉滤波片
迈克尔逊干涉仪
装置
用于实现等倾和等厚干涉
多光束干涉
强度分布公式
法布里珀罗干涉装置
装置结构
性能指标：条纹角宽度、色散本领、色分辨本领、自由光谱范围
精密光谱测量
激光
光场的时空相干性
光场时空相干性的本质
时空相干性的影响
空间相干性的影响
时间相干性的影响
波动光学--衍射
光的衍射现象
衍射的分类：单缝与多缝矩孔与圆孔
发生明显衍射的条件
衍射的分类
菲涅耳衍射
夫琅禾费衍射
惠更斯--菲涅耳原理
菲涅耳--基尔霍夫衍射公式
巴比涅互补原理
菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射
半波带法
矢量图解法
菲涅耳波带片
夫琅禾费单缝和距孔衍射
单缝衍射和矩孔衍射公式
单缝衍射因子的特点
夫琅禾费圆孔衍射
艾里斑
光学仪器的分辨本领
瑞利判据
望远镜
显微镜
衍射光栅
光栅的定义、装置和衍射图样
多缝夫琅禾费衍射的振幅和强度分布
缝间干涉因子的作用
主极大位置和级次
零点和次级的个数
主极大的角宽度
单缝衍射因子的作用
调制
缺级
光栅的复振幅计算
黑白光栅
正弦光栅
光栅光谱仪
光栅方程
光栅光谱仪的指标
色散本领
色分辨本领
量程和自由光谱范围
闪耀光栅
闪耀光栅的基本原理
闪耀光栅的两种照明方式
两种方式闪耀波长的计算
三维光栅
X射线在晶体上的衍射
点间干涉和面间干涉
布拉格条件
劳尔相和德拜相
傅里叶变换光学
傅里叶变换光学的基本思想
现代光学的三个重要标志
空间-时间变换
成像系统中的变换关系
空间滤波
信息处理
传递函数
波前再现
全息术
衍射屏函数
衍射的再认识
衍射屏的概念
三个波前、屏函数
相因子分析法
棱镜的相因子分析法
位相变换函数
对球面波的作用
透镜的相因子分析法
透镜的作用
傅里叶变换光学的应用
正弦光栅的衍射
透过率函数和制备
衍射图样
孔径窗函数的作用
正弦光栅的组合
密接--相乘
复合光栅--相加
任意光栅屏函数的傅里叶展开
过高频信息的缺失
夫琅禾费衍射的傅里叶光学解释
阿贝成像原理和相衬显微镜
阿贝成像原理
两步相干成像
正弦光栅的实例
高、低、带通
阿贝--波特空间滤波实验
反衬度反转
光信息处理技术
4F系统
实现系统
分光滤波实验
相称显微镜
全息照相
两步基本原理
波前再现的三个波列
+1和-1级波之前相因子的作用
特性
要求条件
与传统照相的本质区别
全息照相的实现技术
共轴与离轴全息
彩虹全息与彩色全息
光在晶体中的传播
基本概念
双折射
o光和e光
光轴、主截面和主平面
单轴晶体的主折射率
单轴晶体的波面
晶体的惠更斯作图法
晶体光学器件
单轴晶体的分类
偏振器件
洛匈棱镜
沃拉斯顿棱镜
尼克尔棱镜
波晶片
1/4波、1/2波晶片、全波片
圆偏振光和椭圆偏振光的制备和检验
制备
椭圆偏振光的获得
圆偏振光的获得
检测
偏振光的干涉
实现方法
分析
显色偏振
偏振光的干涉条纹
电光效应
克尔效应
泡克尔斯效应
旋光效应
旋光色散
旋光异构体
旋光现象的菲涅耳解释
菲涅耳复合棱镜实验
左旋与右旋
自然旋光与人工旋光
量糖术
法拉第旋转
自然旋光和人工旋光特性的区别
光与物质的相互作用
吸收
布格尔定律
负折射率
选择性吸收
吸收光谱及其应用
概念
正常色散与反常色散
光的相速度和群速度
相速度和群速度的关系
折射率和群折射率的关系
散射
原因
分类
不改变频率的散射
自然现象的解释
改变频率的散射
光的量子性
热辐射
特征
过程
描述辐射场本身的物理量
描述辐射场与物体能量交换的物理量
基尔霍夫定律
黑体辐射
维恩公式和瑞利--金斯公式
斯特藩--波尔兹曼定律
维恩位移定律
紫外灾难
普朗克公式和能量子假说
光的波粒二象性
光电效应
关键指标
光电效应公式与波动光学的矛盾
光子假设与光电效应的解释
光子能量和动量之间的关系
康普顿效应
解释
波粒二象性
单电子衍射实验
能级、辐射和激光
能级的统计分布
自发辐射、受激辐射和受激吸收
粒子数反转与光放大
粒子数反转的实现
增益系数
谐振腔选模
阈值条件
方向性
单色性
单偏振性
经典电子论和量子论的对比
光学
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