目录

几何光学的基本定律... 2

显微镜及其相关知识介绍... 6

光纤通信简介... 9

狭缝衍射和衍射光栅及其应用... 12

波动光学（干涉、衍射和光学仪器）... 13

光的干涉及其应用... 16

光的偏振及其应用... 18

光的吸收色散和散射及其应用... 20

太阳能光伏技术... 22

光学在医学和军事领域的应用... 25

课外参观等学到的光学知识... 27

几何光学的基本定律

几何光学的三个基本定律：

    1光的直线传播定律：在真空或均匀介质中，光沿直线传播，即为一直线

    2光的独立传播定律：自不同方向或有不同物体发出的光线相交，每一光线的独立传播不发生影响

    3光的反射和折射定律：当光线自一种各向同性、均匀介质入射到另一种各向同性、均匀介质的分界面上时，光线在两种介质的分界面上被分为反射光线和折射光线，对于这两条光线的行进方向，可分别由反射定律和折射定律描述。

反射：入射光线，反射光线和法线都在同一平面内，入射角等于反射角

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线偏振光的方位角：线偏振光的振动面与入射面间的夹角称为线偏振光的方位角。

相干时间：⑴光源发出的一个光波列所用的平均时间⑵指光源发出的光波列被一分为二再合二为一时能产生干涉的最大时间差⑶相干时间越大，单色性越好。

相干长度：⑴指光源发出的光波列的平均长度⑵光源发出的光波列被一分为二，再合二为一时能产生干涉的最大光称差（答对1，2中的一个即可）⑶是光源单色性的标志

夫朗和菲衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者均为无限远时的衍射称为菲涅耳衍射。 菲涅耳衍射：当光源和衍射物之间的距离和衍射物与观察屏之间距离二者至少有一个是有限的衍射称为菲涅耳衍

射。

晶体的磁光效应：媒质因磁场而引起的折射率变化，称为磁光效应。

晶体的电光效应：媒质因电场而引起的折射率变化，称为电光效应。

半波损失：在小角度入射或掠入射两种情况下，光波由折射率小的媒质（光疏媒质）进入折射率大的媒质（光密媒质）时，反射光和入射光的振动方向相反，这种现象通常称为“半波损失”。

寻常光： Eo∥Do ， lso∥lko ；即折射率与lk方向无关，与各向同性媒质中光传播情况一样，故称为“寻常光” 非寻常光：一般情况下Ee不平行于 De ，lke不平行于lse，折射率随lk的方向改变，与各方向同性媒质中光传播情况不同，故称为“非寻常光”。

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第一章：几何光学

1.费马原理；

a) 光程的概念：光程是相应的折射率与几何路程的积

第二章：光的干涉

1.干涉的定义：两列波的叠加时能产生波的强度在空间的稳定分布的现象；

2.产生干涉的基本条件：相关光（相位差恒定，同频率，振动方向相同）的获得：方法有分波面和分振幅

3.几个基本概念：

一．光的电磁波

a) 光的电磁波描述： 明确光是电磁波，产生光效应的是电场强度矢量。

cb) 折射率的定义： n?c) 折射率 n 还与波长有关：色散现象 v

d) 光在介质的界面上发生反射、折射现象 在传播中出现衍射、偏振现象 实验测得光在真空中的传播速度为C 得出的结论：光是某一波段的电磁波

e) 光波的振动特性 光的振动方向与传播方向垂直 光波是横波

光具有偏振现象

▲ 能流密度：单位时间内通过与波的传播方向垂直

的单位面积的能量。I?A2

光谱特性电磁波的频率范围很广,不同波长的电磁波与物质相互作用时有显著不同的现象和规律,因此可将电磁波分为很多波段.线频率 v 与波长 l 的关系 v??c

二光程与光程差

定义 ??nr 为光程

定义 nr2? ?????

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发光物体叫光源，描述路径有光线;直线传播有条件，同种介质需均匀;

影子小孔日月食，还有激光能准直;向右看齐听口令，三点一线能命中; 月亮本不是光源，长度单位有光年;传光最快数真空，8分能飞到月宫。 光线原以直线过，遇到界面成反射;一面两角和三线，法线老是在中间; 三线本来就共面，两角又以相等见;入射角变反射角，光路可逆互相看; 反射类型有两种，成像反射靠镜面;学生坐在各角落，看字全凭漫反射; 若是个别有“反光”，那是镜面帮倒忙。

镜面反射成虚像，像物同大都一样，物远像远没影响，连线垂直镜中央. 还有凸面凹面镜，反光作用不一样;凹面镜能会聚光，来把灯碗灶台当; 观后镜使光发散，扩大视野任车转。

不管凸透凹透镜，都有一定折射性;经过光心不变向，会聚发散要分清。 平行光束穿透镜，通过焦点是一定;折射光线可逆行，焦点出发必平行; 显微镜来是组合，两个镜片无分别;只是大小不一样，焦距位置要适当; 物镜实像且放大，目镜虚像再放大;望远镜来看得清，全靠两片凸透镜; 物镜实像来缩小，目镜虚像又放大。为啥感觉像变大，全靠视角来变化。 画反射光路图：

作图首先画法线，反入夹角平分线，垂直法线立界面。光线方向要标全 画折射光路：

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《光学》

知识结构：

凸透镜的成像规律和应用列表：（像的特点与物距范围有关）

像越大。3、焦点以内成虚像，焦点以外成实像。4、物距变小，像距变大，像也变大。物距变大，像距变小，像也变小。5、像物异侧是实像，像物同侧是虚像。6、缩小、等大的像是实像，放大的像是实像虚像都可能。

实验细节：凸透镜、光屏、烛焰三者的中心要调到同一高度

光屏上无像的原因：1、物距小于焦距 2、物距等于焦距

3、凸透镜、光屏、烛焰三者的中心不在同一高度

（左图中物体放在不同的区间位置时会产生什么样的像？要能熟练对应） 各种眼睛类型的辨认及怎样矫正？

1、眼睛的作用相当于，来自物体的光会聚在视网膜上，形成 、 的 像。 2、近视眼矫正前将光会聚在视网膜，矫正时需要在眼睛前面放一个 透镜。

3、远视眼矫正前将光会聚在视网膜，矫正时需要在眼睛前面放一个 透镜。

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光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学．几何光学（又称光线光学）是以光的 直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科；物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科．

一、重要概念和规律

（一）、几何光学基本概念和规律

1、基本规律

光源 发光的物体．分两大类：点光源和扩展光源．点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合．光线——表示光传播方向的几何线．光束 通过一定面积的一束光线．它是温过一定截面光线的集合．光速——光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的．虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区．半影——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域．

2．基本规律

（1）光的直线传播规律 先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

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光学知识点

光的直线传播．光的反射

一、光源

1．定义：能够自行发光的物体．

2．特点：光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播．

二、光的直线传播

1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C＝3×10⁸m/s；

各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<C。

说明：

① 直线传播的前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

② 同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过C。

③ 当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原来的传播方向。

④ 近年来（1999-20##年）科学家们在极低的压强（10^-9Pa）和极低的温度（10^-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止运动。

2．本影和半影

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