《波动光学》ppt课件•波动光学基本概念与原理•干涉理论及应用•衍射理论及应用•偏振理论及应用•现代波动光学进展与挑战•实验方法与技巧指导目录CONTENTS01波动光学基本概念与原理光波在介质中传播时，遵循折射定律和反射定律。光波的叠加原理：当两束或多束光波在空间某一点相遇时，它们的光矢量遵循矢量叠加原理。光波是一种电磁波，具有波动性质，可用振幅、频率、波长等参数描述。光波性质及描述方法两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，产生光强分布的现象。干涉现象干涉条件双缝干涉两束光波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。通过双缝的两束相干光波在屏上产生明暗相间的干涉条纹。030201干涉现象与条件光波遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。衍射现象菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射。前者是近场衍射，后者是远场衍射。分类具有周期性结构的光学元件，可将入射光波衍射为多个不同方向的光束。衍射光栅衍射现象及分类偏振现象偏振光的分类偏振片偏振光的应用偏振现象与应用光波中电场矢量或磁场矢量在垂直于传播方向上的振动现象。只允许某一特定方向的光通过的光学元件，用于检测或产生偏振光。线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。在摄影、显示技术、光学仪器等领域有广泛应用，如偏振滤镜、3D显示技术等。02干涉理论及应用杨氏双缝干涉实验装置包括光源、双缝、屏幕等部分。实验装置当单色光通过双缝后，在屏幕上出现明暗相间的干涉条纹。干涉现象根据光的波动理论，光波通过双缝后发生叠加，形成干涉现象。当光程差是波长的整数倍时，出现亮条纹；当光程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹。原理分析杨氏双缝干涉实验及原理当光照射在薄膜上时，由于光的反射和折射作用，形成干涉现象。薄膜干涉现象薄膜的厚度和折射率对干涉现象产生影响。当薄膜厚度满足一定条件时，会出现明显的干涉现象。原理分析薄膜干涉在光学仪器、光学表面检测等领域有广泛应用，如增透膜、增反膜等。应用举例薄膜干涉及其应用工作原理迈克尔逊干涉仪利用分振幅法产生双光束干涉。通过调整反射镜的位置，可以改变光程差，从而观察到干涉现象。应用举例迈克尔逊干涉仪在长度测量、折射率测量等领域有重要应用，如测量光学表面反射相移等新原理技术。仪器结构迈克尔逊干涉仪由分束器、反射镜、补偿板等部分组成。迈克尔逊干涉仪结构及工作原理123利用干涉现象进行长度测量，具有高精度、非接触等优点。例如，利用激光干涉仪测量长度。长度测量通过测量干涉条纹的变化，可以推算出物质的折射率。例如，利用牛顿环测量光学表面的反射相移来计算折射率。折射率测量干涉测量技术还可以应用于表面形貌检测，如检测光学元件的表面平整度、测量微观形貌等。表面形貌检测干涉测量技术应用举例03衍射理论及应用03原理分析解释衍射现象的物理机制，包括光的波动性、惠更斯-菲涅尔原理等，并推导单缝衍射的光强分布公式。01实验装置与步骤介绍单缝衍射实验的基本装置，包括光源、单缝、屏幕等，并详细阐述实验步骤。02衍射现象观察展示实验观察到的衍射现象，如光斑的形状、大小、亮度分布等。单缝衍射实验及原理分析圆孔衍射实验介绍圆孔衍射实验的基本装置和实验步骤，展示观察到的衍射现象。泊松亮斑现象详细解释泊松亮斑的形成原因和物理机制，包括光的波动性、干涉等。理论分析推导圆孔衍射的光强分布公式，并与实验结果进行比对分析。圆孔衍射和泊松亮斑现象解释解释光栅衍射的基本原理和物理机制，包括光的波动性、干涉和衍射等。光栅衍射原理详细介绍光栅衍射的特性，如光栅常数、衍射角、光谱分辨率等。光栅衍射特性阐述光栅衍射在光谱分析中的应用，包括光谱仪的构造、工作原理和实验方法等。光谱分析应用光栅衍射特性及光谱分析应用解释X射线衍射的基本原理和物理机制，包括X射线的波动性、晶体结构的周期性等。X射线衍射原理介绍X射线衍射实验的基本装置和实验步骤，包括样品制备、数据收集和处理等。X射线衍射实验方法详细阐述如何利用X射线衍射数据进行晶体结构分析的方法和步骤，包括晶胞参数的确定、原子位置的确定等。晶体结构分析X射线衍射在晶体结构研究中的应用04偏振理论及应用...
