物理講座9光學(xué)

1、物理講座揚(yáng)州職大電子工程系揚(yáng)州職大電子工程系 賈湛賈湛v2013.8光學(xué)12空氣空氣水水折射光線折射光線入射光線入射光線反射光線反射光線法線法線界面界面光的反射和折射光的反射和折射反射角反射角反射定律：反反射定律：反射角等于入射角等于入射角射角折射定律：折射定律：1221sinsinnn斯 涅 耳 定 律斯 涅 耳 定 律光路是可逆的。光路是可逆的。斯涅耳斯涅耳定義式定義式光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率。射率，簡稱折射率。折射率折射率21si

2、nsinnvCn 研究表明研究表明真空中光速真空中光速介質(zhì)中光速介質(zhì)中光速介質(zhì)介質(zhì)折射率折射率金剛石金剛石2.42二氧化碳二氧化碳1.63介質(zhì)介質(zhì)折射率折射率巖鹽巖鹽1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空氣空氣1.00028空氣空氣水水界面界面A AAA 從水中看水面上的物體，物體比實(shí)際的高度要從水中看水面上的物體，物體比實(shí)際的高度要高高水中的魚水中的魚透鏡成像原理透鏡成像原理透鏡成像透鏡成像假設(shè)地球表面不存在大氣層假設(shè)地球表面不存在大氣層, ,那么人們觀察到的日出時(shí)那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比（刻與存在大氣層的情況相比（ ） A.A.將

3、提前將提前 B.B.將延后將延后 C.不變不變 D.D.在某些地區(qū)將提在某些地區(qū)將提前前, ,在另一些地區(qū)將延后在另一些地區(qū)將延后 沒有大氣沒有大氣有大氣有大氣例例B B全反射現(xiàn)象全反射現(xiàn)象1221sinsinnn在水中的魚看來，水面在水中的魚看來，水面上和岸上的所有景物，上和岸上的所有景物，都出現(xiàn)在頂角約為都出現(xiàn)在頂角約為97.697.6的倒立圓錐里，的倒立圓錐里，為什么？為什么？C 最大視角最大視角2光導(dǎo)纖維由光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分內(nèi)芯和外套兩部分組成，二者的折射率組成，二者的折射率不同，不同，的折射率大，的折射率大， 的折射率小。的折射率小。內(nèi)芯內(nèi)芯外套外套光纖的完整名稱叫做光導(dǎo)纖光

4、纖的完整名稱叫做光導(dǎo)纖維，用純石英以特別的工藝維，用純石英以特別的工藝?yán)杉?xì)絲，其直徑比頭發(fā)絲拉成細(xì)絲，其直徑比頭發(fā)絲還要細(xì)。光束在玻璃纖維內(nèi)還要細(xì)。光束在玻璃纖維內(nèi)傳輸，信號(hào)不受電磁的干擾，傳輸，信號(hào)不受電磁的干擾，傳輸穩(wěn)定。多數(shù)光纖在使用傳輸穩(wěn)定。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。包覆后的纜線即被稱為光纜。 光纜光纜n2n1n0i0玻璃絲芯線玻璃絲芯線介介媒質(zhì)媒質(zhì)質(zhì)質(zhì)層層包包入射端入射端n2 n )反射光反射光2反射光反射光1S* 單色平行光單色平行光12 測細(xì)小直徑和測細(xì)小直徑和厚度厚度 測表面不平度測表面不平度h待測塊規(guī)待測塊規(guī)

5、 標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)平晶平晶等厚條紋等厚條紋待測工件待測工件平晶平晶測微小變化測微小變化 L eekek+1明明紋紋暗暗紋紋n劈尖劈尖的應(yīng)用的應(yīng)用 eL 22324dSABSS f 20條縫條縫 e 6條縫條縫 d 5條縫條縫如圖所示，是用干涉法檢查某厚玻璃的上表如圖所示，是用干涉法檢查某厚玻璃的上表面是否平整的裝置，所用單色光做光源，檢面是否平整的裝置，所用單色光做光源，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列兩個(gè)表面查中所觀察到的干涉條紋是由下列兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的反射的光線疊加而成的 ( )A、a的上表面和的上表面和b的下表面的下表面B、a的上表面和的上表面和b的上表面的上表面C、a的下表

6、面和的下表面和b的上表面的上表面D、a的下表面和的下表面和b的下表面的下表面例例例例例例自然光可用兩個(gè)相互獨(dú)立、沒自然光可用兩個(gè)相互獨(dú)立、沒有固定相位關(guān)系、等振幅且振有固定相位關(guān)系、等振幅且振動(dòng)方向相互垂直的線偏振動(dòng)方向相互垂直的線偏振。部 分 偏 振 光部 分 偏 振 光的分解的分解部 分 偏部 分 偏振光振光平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)電磁波是橫波，電磁波是橫波，E E、H H、u u三者三者都相互垂直。光是一種電磁都相互垂直。光是一種電磁波，可引起人的視覺的只有波，可引起人的視覺的只有E E矢量（光矢量）。矢量（光矢量）。自然光在一定情況下振動(dòng)面不對(duì)稱，自然光在一定情況下振動(dòng)

7、面不對(duì)稱，形成部分偏振光線偏振光形成部分偏振光線偏振光. . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化. . . . . . . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化. . . . . . . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化. . . . . . . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光

8、偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化. . . . . . . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化. . . . . . . . .起偏器起偏器檢偏器檢偏器自然光自然光線偏振光線偏振光偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器，偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化光強(qiáng)發(fā)生變化兩偏振片的偏振化方向相互垂直兩偏振片的偏振化方向相互垂直 光強(qiáng)為零光強(qiáng)為零如圖所示，讓太陽光通過遮光板如圖所示，讓太陽光通過遮光板M 中的小孔中的小孔S S ，在在M的右方放一偏振片的右方放一偏振片P P

9、，P P 的右方再放一光屏的右方再放一光屏Q Q ，現(xiàn)以光的傳播方向?yàn)檩S逐漸旋轉(zhuǎn)偏振片現(xiàn)以光的傳播方向?yàn)檩S逐漸旋轉(zhuǎn)偏振片P P ，關(guān)于屏關(guān)于屏Q Q 上光的亮度變化情況，下列說法中正確的是（上光的亮度變化情況，下列說法中正確的是（ ）A A、先變亮后變暗、先變亮后變暗 B B、先變暗后變亮、先變暗后變亮C C、亮度不變、亮度不變D D、光先變暗后變亮，再變暗，再變亮、光先變暗后變亮，再變暗，再變亮c例例QPMSbi2i（C C）用偏光鏡用偏光鏡消除消除了了反射偏振光反射偏振光（A A）玻璃門表面的玻璃門表面的反光很強(qiáng)反光很強(qiáng)（B B）用偏光鏡用偏光鏡減弱減弱了反射偏振光了反射偏振光波長波長 /

10、 m無線電波無線電波微波微波紅紅外外線線紫紫外外線線可可見見光光 X 射線射線 射線射線宇宙射線宇宙射線1 m103m106mm10910-310-610-9nm波長波長 / nm10610200390455 492577597622760510361034104300極極遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)近近極極遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)中中近近紅紅橙橙黃黃綠綠藍(lán)藍(lán)紫紫光電敏感器件的光譜響應(yīng)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人眼的視覺范圍，可光電敏感器件的光譜響應(yīng)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人眼的視覺范圍，可以從以從X光到紅外輻射甚至于遠(yuǎn)紅外，毫米波的范圍。光到紅外輻射甚至于遠(yuǎn)紅外，毫米波的范圍。電磁波譜圖電磁波譜圖 光在某種介質(zhì)中傳播的速度為光在某種介質(zhì)中傳播的速度為1.5108 m/s，那么，光從此介質(zhì)射向空，那么，光從此介質(zhì)射向空氣并發(fā)生全反射的臨界角應(yīng)為氣并發(fā)生全反射的臨界角應(yīng)為(