薄膜光学知识点

薄膜光学：

1. 整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。（托马斯杨干涉实验）

2. 列举常用的光学薄膜

镀膜镜片，牛顿环，滤光片、反射镜，ITO膜，幕墙玻璃，红外膜，DWD M光纤薄膜器件, 电致变色膜。

3. 利用薄膜可以实现的功能

减少反射，提高透射率；提高反射率；提高信噪比；保护探测器不被激光破坏；重要票据的

防伪等等。总之能列出多少光的用途就能列出多少光学薄膜的用途。

提高光学效率，减少杂光。如高效减反射膜，高反射膜。实现光束的调整和再分配。如分束膜，分色膜，偏振分光膜。通过波长的选择性提高系统信噪比。如窄带及带通滤光片、长波通、短波通滤光片。实现某些特定功能。如ITO透明导电膜，保护膜等。

4. 一束入射角为“的光入射到厚度为di、折射率为n1的薄膜上产生的相位差为：

2=4二md i cos^ / I ；双光束强度为：

R = R 十R2土2jR|R2COS26 = r；+ r； ±2IT2 cos26

详细计算过程：

光线玲和m的干涉强度决定于它和的光春琵作O卫垂直于光线m于是，兔和m的光程差

/e 迪f 且£+ 仍一

从图上很容翦找出下列几何关墓’

AB=BO~d±/^&±f

AD= yt<7*aju 沁 tg 施”曲弘

此外，根据折対定禅有

Ho* Bill Tii •frin 爲. 把上間三式代入，得到光程差

』~饨曲COS吐*

相应的相位差

如果先不考虑光在界茴£2上反射时的相位跌变，则当 光程差为

(m —0r l f 2,卄 J

时,蓿产生相长干涉;而当

^<^€08^1= (2^4-1) Xo/2 (k~(), 12 2』…) 时F 将产生相消干涉.

干涉强度的计算，可先迭加反射光Ti 和g 的振动T*

得到合振动为

E=T COS (3 _ p) ”

式中r 咼含撮幅冲是合振动相他 二若和咲“、23有如下

关系上

沪二+疋+ 瓯r a COS 2Sj 龟^=r £ sin 28/ (允十咒COE 塑)』

其中 23 =4亦工血cos 爲/入慎

按照光强定义，反射光合提动的尿度丘=码而丘计此 ・则双光束干涉强度的计算公式是

=it x 4- U 3 ± 2 V Rj^Ra cos 28,

(1-5}

式中士号由心和灼的符号确定.当怙和內同号时取加 号；而当吆和呛异号时取减号.光束由光疏媒质到光密媒 质反射时’反射振辐为负值,表示有皿的相位脈变.相反，当光 束由光密媒质到光聽媒质反射时，反射振幅为正值，表示役有 相位駅变.因此，上式中土号正是考虑了界面上反射时的相 你殴变情况』而为则仅獪两反射光束经历不同的略径而引入 的枸旳炭. 5.

单层膜的多光束干涉计算： (薄膜光学2PPT 中P26-29)

参光東于―« 的计WXM 上和厦光 束宪全ffiRi 也長先 把提动送加”再计算 9UL 建别仅在于* 场干移的光康由灣JK NUD ■冬

至于计 算方祛則以呆用K 撮 ■«为方便.

单层JK 的多光東干

涉 f } A

分别为光由折射率为股的介臓射向折射车为 %的介质时的摄辄反对屋数和扳幣选廿棗卢茸F分踌麦水瓷由新耐車为匚的介质射尙折射字为股的介疣时的按翔良射姦磁和扼幅透肘蔬歎*造股和恤介施赴右哦枚1氏土史托克定禅可为■这些■存在如下笑峯・

…玖(t-6)

r**d. (1-7)这愕，如果入时光克前撮锚为J井亂不考滋介烦对光疲的爺敢，风各取反射光飾複褐虬纸如…嶽氏为；

勒■临

”(L-sy

岭疮

atfO的撮罄虬氐 < …分别汰

1 9>

至于光東之间的I9tt^世是廨魅待的.

束还崔理連射光建中「相和胸飞束的栩位聲尚由式d幻皓出.

®*t.S射克東的复撮帕苗武为

5駅*v-叫的齐甬吧心

迭加后,反期充的合成劇辅为

r-= (fi+Irff[1+*ir>^** 卜伯口円 **+ …]}*

如果權箱绘*大.则可认为反射犹朿数时皆于无彌+式u- UI)

中无疥遥韓誓比锻鑒有

l+r>^ **Krlr t)^ «+*»-1/(1-

(1-11)戕入(i i⑵武「并科用类篠式口«)m(i-T),卑到r-(

fl-13)辰时]t均也哑化为

屯卩-；"T?>*in2A]..;£n(L + rtJ +rjCl + rt；€<*2i<. 门七;

—iH〒ri+2"门厲宦监”{】十说対r ^nnto(-2?i).

T dr

6.电磁场间的关系：k E1

光学导纳：N ，这是N的另一种表达式r E

称为光学导纳

反时死JM度•即反射华有

7.光在两种材料界面上的反射:

1 0 1

C

E 7

H

COSi)

E

H

Y

n

. R

%

T ] smd

sin ▼

n

- E. 傀-Y

0， 1

Y

=CB

5 cos

8.掌握单层膜的特征矩阵公式：

薄膜光学3 PPT 中P 15-21

[cos ® isin 5/〕「l 1[ R

C 称为膜系的特征矩阵

单层膜的反射系数和反射率为:

9.掌握多层膜的特征矩阵公式：

薄膜光学3 PPT 中P 26-29

L ，春肝得到:

1

Y

/sintf.

'sin S cosd, 称为该取层膜系的特征矩阵. COS

Y=C/B 则反射率为;

^+Y 丿

^+Y 丿

飪没在前面讨论於单.层膜•:再 加上—层膜*如圈

这讨与基底栩洼询界面为G 川紧蛙基底为議层为特征矩

■ cosJ, /sin V '

- A ： M 任 sin

g 込

k x £ . cosd\ H/t J I sinJ ;

is in 5.

eosd.

/sin

COS£)

cos

5、

入MKJ

«n« MA 界

Mb M ■JFWo

COS^

I irj, siriti CDSJ

■辩及一错鼻堆广利爭卑追

B

_C J

tj f = X r cos &r对于厂E 波〔$ -波）

7?,=对于T、【波【p -波）c o s

N 6sin & ?- X f sin & r

薄膜的特征矩阵的打列式等于1

10. 【计算】偶数四分之一光学膜层的特征矩阵：

口 2 1)2 2

r _4 r _2 r

2 2

r _3 r A s

计算多膜层（膜层厚度为四分之一波长的整数倍）的反射率。【计算题：薄膜光学P35】

11. 单层减反膜的设计方法：【薄膜光学3PPT中P37】

12. 无论膜层是否有吸收，膜系的透射率与光的传播方向无关。

13. 厚基片反射率和透射率的计算【薄膜光学3PPT中P52-54】

在厚基片下，考虎到背面的反射*

如耒没有吸收R二

同理：对于透射率

■

T = T；T；* T：T：R：R： [1 - R；R：+

（/?；/?； f

厂一 53PPT中

R = R - + 丁 -尺；丁亠I + 7?；/?； +(/?；/?；「+

，R： + R, - R ： R ：、I-/?-/??

奇数四分之一光学膜层的特征矩阵:

J R尺

R 盘卡Rb -空* %

1

-凡 * %

(24219 + 404219 — 22X219^032$ 9

1-.04219*.04219

=reflectance of a plate R a = reflectance of side a R n = reflectance of side b

14. 有些镀膜元件表面反射的光色彩与入射光颜色不同，

主要原因在于 在不同的波段元件表

面对于光的反射不同。

15. 单层入o / 4减反膜的优缺点？

优点：

缺点：（1）剩余反射高（2）带宽小 双层入o / 4-入o /4减反膜的优缺点？ 优点：在中心波长处增透效果好

缺点：入o /4-入o /4结构的V 形减反膜只能在较窄的光谱范围内有效地减反射，即带宽较 小。因此仅适宜于工作波段窄的系统中使用。

入o /4-入。/ 2型双层增透膜 的优缺点？ 入o /4-入。/2型双层增透膜在中心波长

入o 两侧可望有两个反射率极小值，反射率曲线呈

W 型，所以也罢这种双层增透膜称为 W 型膜。

在一定程度上展宽了带宽但是总体的减反效果不理想，在中心波长处得反射率和单层膜相 同。

16. 入o /4-入o /2-入o /4型增透膜的优点？不仅提高了增透效果，而且展宽了带宽。

17. 入o /4-入o /2-入o /4型增透膜：G/M2HL/A 的设计。当其中有一膜层材料实际不存在时，应

可用奇数层高低交替的材料 来替代xL/yH/xL 或xH/yL/xH ，该替代多层光学厚度之和必 须等于原来膜层的光学厚度。【薄膜•举例翠

• ®E550mi 处， ♦GWs: n-=13]l85 ♦M: Alq3n-L71 ♦H: ITO tr-2.05

Ge 等尤其要考虑基片

=0.08096

Requires 3 or more layers、

-中间层必须是H half-wave (n—lAS) -中间

层计算时可作为2 qnarter-wav«s -假设M

层，Alq3n=l-71

-假设玻璃基彘口.51*5

I 丄

多层减反膜设计方法

'i*.

两类方法* \

•以G/M2HI7A作为初始膜系，将目标设计指标输

入设计软件，同时擀Mt厚和折射率作为可调自变

■由计算机进行设计：（缺点雲常出现现有膜料无

法满足预定要求）■

•以G/M2HUA作为初始膜系，将目标设计指标输入设计软件，将扳射率固定，膜厚可调,允许计算机

在三层结构无法满足要求时増加膜层数。（缺点：

层数多、厚度薄）

18.红外宽带减反膜的具体设计方法。

•多采用遥减法设计：、

（】）膜层的厚度均为X^/4；

（2）各膜层折射率均按照如下规律排列，

%>11上>0^> …池

（3）可证期，只要恰当的匹配膜层的折射率自

层膜就可以在k个波长位置实现零反射「此I 膜层

折射率应满足: “

% A^=n2/h[=・..=0^11^ jiyht

（4）k个零反射点的玻长分别为：

2 2 2 2

19.单层膜的反射率计算：R = （n。-口/n s） /（n。• n“ /n$）【一般不会超过50%】

高反射率膜堆 G/H （ L/H ） S /A 应具有的特点？

（1）高低折射率层交替，介质膜系两边的最外层为高折射率层。 为入o /4

20. 如何提高高反射率膜堆的反射率？

证明

对于中心波长入”

丑血现❻应大，或层数C2S+1）越名,反敷 毫越高二-

°层数超多，反射率可无限地援近100%・但实际上，由于 膜层中吸收和9MMR 失，膜系达到一定层数后，反射寧 不再提离"甚至会下降. to l

nH /n1越大，或层数（2S+1）越多反射率越高。 21. 典型的入0/4高反射介质膜堆 特点：四点。

（1）存在一个高反射带；（2）膜层数越多，反射率稳步提高；

（3）高反射带的（波数）宽度 2 △ g

是有限的，随着层数的增加，宽度

2^g 并不改变；（4）在高反射带的两边，反射率陡然降

为晓得振荡着的数值，随着层数的增加，奖增大反射带内的反射率以及带外的振荡数目。

22. 展宽高反射带宽的方法？两点。

婆宣気文射带忙方法有两个，

（1） 膜菓各层忙洋査形成规刘谨增或谨减・

膜层耳度町以按算术级数递儈・也可以按几何级截递增. 对于一个q 层配膜堆.

真术蛟数速肃匕 I, t （ 3*k ）, RlRUs 屮rqjq

几何级歡递孙i,k 【,kS,…f j

（2） 将两个、搖至多个中心波长不冋的；IM 多星康堆駐仝生卯贮枚 釦 G Cll,f] A.

QM/+1.2H 三

2H,对于入極,

在强逊禎有期删瓠 结果造时瞬的馭瓢 出现很窄拥謝带女瞧柯27图2. 2 3所示。 改善方法：抽閤丹（也八和之（砒勖LT 层，

23. 区分介质高反射膜与金属高反射膜，各自的优缺点

介质高反射膜：优点：吸收几乎为零；反射率接近

100%。缺点：价格昂贵、结构复杂

反射率为工

打匸叭

r

（2）介质层每层的厚度均

金属高反射膜：优点：廉价、结构简单。具有一下特点： 1、高反射波段宽，几乎可以覆盖

全部光频范围；2、不同金属膜层与基底附着能力差别较大，

如Al 、Cr 、Ni 与玻璃附着牢固,

Au 、Ag 与玻璃附着能力很差；3、化学稳定性差，易被环境气体腐蚀； 24. 在金属高反射膜中引入介质膜为何能够改善金属高反射膜的机械性能?

I

（1）改善金属与基底的附着力，如 ， 对金属层起到保护作用（3 ）提高金属层得反射率。

25. 分光膜可以分为分束膜和分色膜；

分色膜是按颜色（波长）不同进行分光；

分束膜是把一束光按比例分成光谱成分相同的两束光，在一定的波长区域内，如可见区内， 对各波长具有相同的透射率、反射率比例，因而反射光和透射光不具有颜色，并呈中性。

26. 中性分束镜可分成介质中性分光镜、偏振中性分束棱镜和金属中性

______

27. 介质中性分光镜结构：周期性多层介质膜系（LH ）S 。（较高反膜相比：层数少，反射率 滴（~50%））

28. 介质中性分光镜特点：3点。（1）因为无吸收，分光效率高；

（2）偏振效应明显；（3）

分光特性色散明显。

29. 如何改善分束镜分光曲线的平坦程度或者说色中性？ 3点。

（1）可通过2H 、2L 、甚至2M 提高分光曲线的平坦程度（色中性）；（

2）将膜系中的H

层换成中等折射率的 M 膜层；（3）整体调整H 、L 膜层材料，改变n H 与m 比值或通过改变膜厚来改变 n H 与n L 比值。

30. 偏振中性分束棱镜工作原理? 偏振中性分束棱镜工作前提条件?

哪种金属分光镜在较宽的光谱范围内中性较好，且机械性能与化学性能都非常好？

砌畫廉呻呷1締胡1刖暦眇巒智园

前提：C1）仅适用于自然光或圆偏振光的冃 性分束；（2）分出的两束光可以光强相等, 但其偏振状态不同，是两束偏振方向互相垂 的两束线偏振光口

镍铬合金（80Ni-20Cr ）在较宽的光谱范围内中性较好，且机械性能与化学性能都非常好

31.

截止滤光片：要求某一波长范围的光束高效透射而偏离这一波长的光束骤然变化

为高反

射（或称抑制）。

长波通滤光片：抑制短波区、透射长波区的滤光片； 短波通滤光片：抑制长波区、透射短波区的滤光片

32. 截止滤光片分为吸收型、薄膜干涉型和吸收与干涉组合型 。

33. 列举吸收型截止滤光片，介绍其特点（优缺点）

优点：材料来源广泛，如颜色玻璃、晶体、烧结多孔明胶无机和有机液体以及吸收薄膜；使用简单，对入射角不敏感；造价便 宜或适中。缺点：截止波长不能随便移动。

吸收型红外截止滤光片，增强绿光，增加色彩平衡，加强近红外线阻隔滤光片， 适合于带有切换盒的彩色+黑白摄像机，高速公路监控

4、膜层软，易划伤。

（2）高硬度透明膜

3/Al 2O r Ag- G/Cr-Au

34. 衡量干涉截止滤光片的重要指标？

（1）透射曲线开始上升（或下降）时的波长以及此曲线上升（或下降）的许可斜率

（2）高透射带的光谱宽度、平均透射率以及在此透射带内许可的最小透射率

（3）具有低透射率的反射带（抑制带）的光谱宽度以及在此范围内所许可的最大透射率。

35. 干涉截止滤光片压缩通带波纹的方法?

压缩波纹简单的方法二、

I）选取适当的组合膜.使其通带内的等效折射率与基片相接近。（前提：基片表面反射损失不太大〉

2）改变基本周期内的膜层厚度，使其等效折射率变到

更接近预期值，要使这种方法有成效.则要求光洁基

丿低的反射率*

在可見光区.玻璃是+分満童的基片材料.但是这种方法不能改就用

于虹外区・例如用于硅板刑错板"

3）更常用的方法是在多层膜的两侧（靠近基底侧和

靠i 射介厨個、插笹匹配层.備苴同基襪班用入翳介厢

匹配.

36. L/2HL/2适合短波通，H/2LH/2适合长波通

37. 列举截止滤光片的应用：1、彩色分光膜；2、反热镜和冷光镜；3、红外截止滤光片（CCD系统）。

38. 反热镜：短波通滤光片，即抑制红外光，透射可见光冷光镜：长波通滤光片，即透射近红外光，反射可见光

39. 列举常用的物理气相沉积（PVD）技术。

热蒸发；溅射；离子镀；离子辅助镀技术

40. 真空镀膜系统由哪几部分构成？物理气相沉积的过程中为何需要高真空系统？

真空系统；热蒸发系统；膜厚控制系统。

大气PVD存在的问题：常温常压下，分子密度： 1.28*10 冷/cm3,即气体分子个数2.08*10 ：

6 16 3

个/g，气体分子间距离3.34*10 - mm气体分子的空间密度2.68*10 个/mm。导致：空气中活性气体分子与膜层、膜料、蒸发器反应，空气分支进入膜层成为杂质；常压下，气体分子密度太高。蒸发膜料大多因碰撞而无法直线到达被镀件。所以PVD过程需要使用高真空系统。

41. 什么样的真空条件下可以镀膜？列举2—3种可以将真空腔抽到高真空的设备

气体分子的平均自由程大于蒸发源到被镀件之间的距离的条件下可以镀膜。

罗茨泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温冷凝泵

当P分莹反射为零，这一入射角称为布侍斯特免

—…••-「又根据折射定律A z0 sin = N sin 6 cos cos 6

得到tan% 丄;布信斯特角

高中物理光学知识点总结

6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容 光的微粒说（牛顿）能解释：光的直线传播、光的反射等。 困难：光的独立传播、光躲到两种媒 质的界面上既有反射，又有折 易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子 性。 射。 光的直线传播．光的反射 双缝干涉二、光的直线传播 光的波动性（惠更斯） 光的干涉 薄膜干涉 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 8m/s； ＝3×10 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

高中物理光的干涉知识点总结

高中物理光的干涉知识点总结 高中物理光的干涉知识点总结 在实际现象中，一般既有干涉的问题，又有衍射的问题。例如，双缝干涉实验中，我们没有考虑以缝中每一个单缝的宽度，即认为每条单缝都是很窄的（缝宽远小于光波的波长），由于衍射作用，每条单缝单独在光屏上形成的光强度几乎都是相同的。由这样的两列光波相叠加形成的干涉亮条纹差不多都有相同的强度。实际上，由于每条单缝都有一定的宽度，它们各自独立存在时，在光屏上都要产生光强度不均匀分布的衍射条纹。光屏上实际得到的条纹是这两组相干的衍射条纹叠加的结果。它是被单缝衍射调制的双缝干涉条纹。如果用激光光源做双缝干涉实验，在光屏上可以看到级数比较高的干涉条纹，这时，可以见到光屏上的干涉亮条纹的强度不是均匀的，随着单缝衍射条纹的光强分布而变化。以下是为你整理的高中物理光的干涉知识点总结，希望能帮到你。 光的干涉知识点：薄膜干涉 （1）薄膜干涉的成因： 由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹. （2）薄膜干涉的应用 ①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的. ②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条

直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。 光的干涉知识点：双缝干涉 （1）两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象. （2）产生干涉的条件 两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹. （3）双缝干涉实验规律 ①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为. 若光程差是波长的整倍数，即（n=0，1，2，3）P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍 （n=0，1，2，3），P点将出现暗条纹. ②屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹（中央条纹），若用白光实验该点是白色的亮条纹. ③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹. ④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长有关，即.在和d不变的情况下，和波长成正比，应用该式可测光波的波长. ⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于小于. 光的干涉知识点：干涉和衍射的区别和联系

13.7 光的颜色、色散-人教版高中物理选修3-4教案

1.7光的色散教案 【学习目标】 1．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念． 2．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象． 知识回顾： 1.光通过界面都发生什么现象？ 答：反射和折射 2.光透过三棱镜是光的折射还是反射？ 答：光透过三棱镜是折射现象 3.我们初中学过光透过三棱镜发生的想象是什么？ 答：光的色散 知识点一、光的颜色、色散 双缝干涉中的色散： 用不同的单色光作双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹， 由 L x d λ = △知，不同颜色的光，波长不同．红光x ∆最大，波长最长，紫光x∆最小，波长最短．白光干涉时的条纹是彩色的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时，白光发生了色散现 象． 薄膜干涉中的色散： 用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹． 用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同． 用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的． 折射时的色散： 如图所示，一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱．注意：

(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角．实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率不同．紫光的折射率最大，红光的折射率最小，依次为n n >>红紫． 由于介质中的光速c v n =，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为：v v v <<<靛红紫，即红光的速度最大，紫光速度最小． 如图所示，白光经三棱镜后，在光屏上呈现七色光带(光谱)；若从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠近底边．光的色散实质上是光的折射现象． (1) 色散现象的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光．由于各种单色光通过棱镜时因折射率不同使光线偏折的角度不同，所以产生了色散现象．单色光通过棱镜不能再分，所以不能发生色散现象． 薄膜干涉： 竖直放置的肥皂膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形薄膜，在薄膜上不同的地方，来自前

上海市考研物理学复习资料光学与电磁学重要公式及应用题

上海市考研物理学复习资料光学与电磁学重 要公式及应用题 光学与电磁学是物理学中重要的分支之一，对于考研物理学的学生来说，光学与电磁学也是必备的知识点。在这篇文章中，我将为大家整理汇总光学与电磁学重要公式及应用题，希望对大家的复习有所帮助。 一、光学重要公式 1. 光的速度公式 光的速度（v）等于光在介质中的传播速度（V）除以该介质的折射率（n），即：v = V/n。 2. 光的折射定律 光在两种介质交界面上的入射角（θ₁）和折射角（θ₂）满足： n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别为两种介质的折射率。 3. 棱镜的折射公式 光线通过棱镜时，入射角（θ₁）、折射角（θ₂）以及两个表面的折射率（n₁、n₂）之间满足关系：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂。 4. 杨氏双缝干涉公式 杨氏双缝干涉公式可以表示干涉条纹的间距d与光波波长λ、光到干涉屏距离D之间的关系：d = λD/L，其中L为两个缝到观察屏的距离。

5. 薄膜干涉定律 薄膜干涉定律和薄膜的厚度、折射率以及光波波长之间有关。薄膜的干涉条纹满足条件：2nt = mλ，其中n为薄膜的折射率，t为膜的厚度，m为整数。 二、电磁学重要公式 1. 库仑定律 库仑定律描述了两个电荷之间的相互作用，公式如下： F = k \cdot (|q₁ \cdot q₂| / r²) 其中，F是电荷间的力，k是库仑常数，q₁和q₂分别为两个电荷，r为它们之间的距离。 2. 电场强度公式 电场强度（E）是描述电荷周围电场强度的物理量，公式如下： E = F/q 其中，F为电荷所受力，q为电荷大小。 3. 电势能公式 电势能（U）是描述电荷所具有的能量，公式如下： U = k \cdot (|q₁ \cdot q₂| / r) 其中，k为库仑常数，q₁和q₂分别为两个电荷，r为它们之间的距离。

高中光学知识点总结

高中光学知识点总结 高考复习的重点一是要掌握所有的知识点，二就是要大量的`做题，以下是“高中光学知识点总结”希望能够帮助的到您！ 气态方程 研究气体定质量，确定状态找参量。绝对温度用大T，体积就是容积量。 压强分析封闭物，牛顿定律帮你忙。状态参量要找准，PV比T是恒量。 热力学定律 1.第一定律热力学，能量守恒好感觉。内能变化等多少，热量做功不能少。 正负符号要准确，收入支出来理解。对内做功和吸热，内能增加皆正值;对外做功和放热，内能减少皆负值。 2.热力学第二定律，热传递是不可逆，功转热和热转功，具有方向性不逆。 机械振动 1.简谐振动要牢记，O为起点算位移，回复力的方向指，始终向平衡位置，大小正比于位移，平衡位置u大极。 2.O点对称别忘记，振动强弱是振幅，振动快慢是周期，一周期走4A路，单摆周期l比g，再开方根乘2p，秒摆周期为2秒，摆长约等长1米。 到质心摆长行，单摆具有等时性。 3.振动图像描方向，从底往顶是向上，从顶往底是下向;振动图像描位移，顶点底点大位移，正负符号方向指。 机械波 1.左行左坡上，右行右坡上。峰点谷点无方向。 2.顺着传播方向吧，从谷往峰想上爬，脚底总得往下蹬，上下振动迁不动。 3.不同时刻的图像，Δt四分一或三，质点动向疑惑散，S等vt派

光学 1.自行发光是光源，同种均匀直线传。若是遇见障碍物，传播路径要改变。 反射折射两定律，折射定律是重点。光介质有折射率，(它的)定义是正弦比值，还可运用速度比，波长比值也使然。 2.全反射，要牢记，入射光线在光密。入射角大于临界角，折射光线无处觅。 物理光学 1.光是一种电磁波，能产生干涉和衍射。衍射有单缝和小孔，干涉有双缝和薄膜。单缝衍射中间宽，干涉(条纹)间距差不多。小孔衍射明暗环，薄膜干涉用处多。它可用来测工件，还可制成增透膜。泊松亮斑是衍射，干涉公式要把握。〖选修3-4〗 2.光照金属能生电，入射光线有极限。光电子动能大和小，与光子频率有关联。光电子数目多和少，与光线强弱紧相连。光电效应瞬间能发生，极限频率取决逸出功。 动量 1.确定状态找动量，分析过程找冲量，同一直线定方向，计算结果只是“量”，某量方向若未定，计算结果给指明。 2.确定状态找动量，分析过程找冲量，外力冲量若为零，初态末态动量同。 原子原子核 1.原子核，中央站，电子分层围它转;向外跃迁为激发，辐射光子向内迁;光子能量hn，能级差值来计算。 2.原子核，能改变，αβ两衰变。Α粒是氦核，电子流是β射线。 γ光子不单有，伴随衰变而出现。铀核分开是裂变，中子撞击是条件。 裂变可造原子弹，还可用它来发电。轻核聚合是聚变，温度极高是条件。 变可以造氢弹，还是太阳能量源;和平利用前景好，可惜至今未实

光的干涉知识点精解

光的干涉知识点精解 1．干涉现象 两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。 2．产生稳定干涉的条件 只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。 由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。 3．双缝干涉 (1)实验装置 一个有单缝的屏，作用是产生一个“线光源”。一个有双缝的屏，缝间间距相等，且大约为0.1毫米，作用是产生两个振动情况总是相同的光——相干光。一个光屏。 (2)实验方法 按图2-1放好三个屏。放置时屏与屏平行，单缝与双缝平行。然后用一束单色光投射到前面的屏上，结果在后面的屏上能看到明暗相间的等宽的干涉条纹。若换用白光做上述实验，在屏上看到的是彩色条纹。 (3)条纹宽度(或条纹间距) 双缝干涉中屏上出现明暗条纹的位置和宽度与两缝间距离、缝到屏的距离以及光波的波长有关。且相邻两明条纹和相邻两暗条纹之间的距离是相等的。 设双缝间距S1S2=S，缝到屏的距离r0，光波波长λ，相邻两明条纹间距y。如图2-2所示。

图中P为中央亮条纹，P1为离开中央亮条纹的第一条亮条纹。它们间距为y。 ∴θ角很小(＜5°) sinθ=tgθ 在Rt△P1OP中， 上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。 当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。这表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。 (4)波长和频率的关系 ①光的颜色由光的频率决定的，与光的波长和波速无关； ②各种色光在真空中的速度都相同，都是3×108m/s，光从真空中进入其它介质时，光速将减小。

高三物理光学知识点梳理

高三物理光学知识点梳理 篇一：高中物理光学知识点总结 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射二、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。 三、光的反射 1.反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象． 2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，且反射光线和人射光线分居法线两侧，反射角等于入射角． 3．分类：光滑平面上的反射现象叫做镜面反射。发生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律． 4．光路可逆原理：所有几何光学中的光现象，光路都是可逆的．四．平面镜的作用和成像特点 （1）作用：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性质． （2）成像特点：等大正立的虚像，物和像关于镜面对称．（3）像与物方位关系:上下不颠倒,左右要交换光的折射、全反射一、光的折射 1．折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向发生改变的现象．． 二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。

常见的光学仪器知识点归纳

常见的光学仪器知识点归纳 光学仪器是利用光学原理和技术制造的用于观测、测量和分析光学现 象和光学性质的工具。常见的光学仪器有显微镜、望远镜、光谱仪、激光 器等。以下是常见的光学仪器知识点的归纳： 1.显微镜： -组成结构：显微镜主要由物镜、目镜、光源和调焦系统等组成。 -工作原理：通过物镜放大物体的细节，再通过目镜观察放大后的像。光源提供照明。 -数字显微镜：具备数字图像处理系统，可以将观察到的图像数字化 和存储。 -应用领域：生物学、医学、材料科学等。 2.望远镜： -类型：天文望远镜、光学显微镜、光学望远镜等。 -分类：可分为折射望远镜和反射望远镜两种。 -折射望远镜：利用透镜集中光线，放大远处的物体，适合观察地面、天体等。 -反射望远镜：通过凹面镜将光线聚焦，适合观测天体等。 3.光谱仪： -基本原理：将光分解成一系列不同波长的分光线，再通过检测器接 收光信号，用于分析物质组成和性质。

-分类：可分为离散光谱仪、连续光谱仪等。 -离散光谱仪：采用棱镜或光栅将光分散成不同波长的成分。 -连续光谱仪：利用干涉或衍射原理将光分解成连续的波长范围。4.激光器： -基本原理：通过光放大器将光增强至激光状态，再通过光学谐振腔产生锐利的单色、单向和相干的激光。 -分类：可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器等。 -气体激光器：利用气体的激发态转变为基态释放能量产生激光。 -固体激光器：利用固体材料中的激发态原子（离子）释放能量产生激光。 5.干涉仪： -类型：干涉仪主要有薄膜干涉仪、迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。 -原理：利用光的干涉现象测量光的相位差或物体形状等。 -应用领域：干涉仪广泛应用于光学表面检测、薄膜厚度测量、干涉测量等领域。 以上只是对光学仪器知识的简单归纳，实际上，光学仪器领域还涉及到很多专业的知识，如光学设计、光学制造、光学检测等。光学仪器的发展和创新在科学、医学和工业领域发挥重要作用，为人们提供了更好的观察、测量和分析手段。

高中物理光的干涉知识点

高中物理光的干涉知识点 光的干涉一课教材篇幅少,现象观察不易,教学难度较大。为了加深学生对光的干涉现象与本质的理解，下面是店铺给大家带来的高中物理光的干涉知识点，希望对你有帮助。 高中物理光的干涉知识点归纳 1.双缝干涉 (1)两列光波在空间相遇时发生叠加,在某些区域总加强,在另外一些区域总减弱,从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象. (2)产生干涉的条件 两个振动情况总是相同的波源叫相干波源,只有相干波源发出的光互相叠加,才能产生干涉现象,在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹. (3)双缝干涉实验规律 ①双缝干涉实验中,光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差,记为 . 若光程差是波长λ的整倍数,即(n=0,1,2,3…)P点将出现亮条纹;若光程差是半波长的奇数倍 (n=0,1,2,3…),P点将出现暗条纹. ②屏上和双缝、距离相等的点,若用单色光实验该点是亮条纹(中央条纹),若用白光实验该点是白色的亮条纹。 ③若用单色光实验,在屏上得到明暗相间的条纹;若用白光实验,中央是白色条纹,两侧是彩色条纹。 ④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的,其距离大小与双缝之间距离d.双缝到屏的距离及光的波长λ有关,即 .在和d不变的情况下,和波长λ成正比,应用该式可测光波的波长λ. ⑤用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小。 2.薄膜干涉 (1)薄膜干涉的成因： 由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成,劈形薄膜干涉可产

生平行相间的条纹。 (2)薄膜干涉的应用 ①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的. ②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜,用单色光进行照射,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹,待检平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹是平行的;反之,干涉条纹有弯曲现象。

高中物理光学知识点总结

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光的波动性(光的本性) 一、光的干涉 一、光的干涉现象 两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得“振动”加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现明暗相间条纹的现象。这种现象叫光的干涉现象。 二、产生稳定干涉的条件： 两列波频率相同，振动步调一致(振动方向相同)，相差恒定。两个振动情况总是相同的波源，即相干波源 1.产生相干光源的方法（必须保证γ相同）。 ⑴利用激光 (因为激光发出的是单色性极好的光)； ⑵分光法(一分为二)：将一束光分为两束．．．．．．．频率和振动情况完全相同的光。(这样两束光都来源于同一个光源,频率必然相等) 下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图点(或缝)光源分割法：杨氏双缝(双孔)干涉实验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉 利用折射得到相干光源： 2．双缝干涉的定量分析 如图所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的P 点时，两束光 波的路程差为 δ=r 2－r 1；由几何关系得：r 12=L 2+(x －2 d )2， r 22=L 2+(x+ 2 d )2. 考虑到 L 》d 和 L 》x ，可得 δ= L dx .若光波长为λ， ⑴亮纹：则当δ=±k λ(k=0,1,2,…) 屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，两束光叠加干涉加强； ⑵暗纹：当δ=±(2k －1) 2 λ (k=0,1,2,…)屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍时，两束光叠加干涉减弱， 据此不难推算出： (1)明纹坐标 x=±k d L λ (k=0，1，2，…） (2)暗纹坐标 x=±(2k －1) d L ·2 λ (k=1，2，…） 测量光波长的方法 (3)条纹间距[相邻亮纹(暗纹)间的距离] △x=d L λ. (缝屏间距L ，双缝间距d) 用此公式可以测定单色光的波长。则出n 条亮条纹(暗)条纹的距离a,相邻两条亮条纹间距1 -n a )1(-=∆=n a L d x L d λ 用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。 结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生． ①当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=k λ，该处的光互相加强，出现亮条纹； ②当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=)12(2 -n λ ，该点光互相消弱，出现暗条纹； ③条纹间距与单色光波长成正比．λd l x = ∆ (∝λ)， 所以用单色光作双缝干涉实验时，屏的中央是亮纹，两边对称地排列明暗相同且间距相等的条纹 用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边对称地排列彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。 原因：不同色光产生的条纹间距不同，出现各色条纹交错现象。所以出现彩色条纹。 将其中一条缝遮住：将出现明暗相间的亮度不同且不等距的衍射条纹 3．薄膜干涉现象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹， 两列反射波的路程差Δδ,等于薄膜厚度d 的两倍，即Δδ=2d 。 由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。 若：Δδ=2d =nλ(n =1,2…)则出现明纹。 Δδ=2d =(2n -1)λ/2(n =1,2…)则出现暗纹。 应注意：干涉条纹出现在被照射面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散现象。单色光明暗相间条纹，彩色光出现彩色条纹。 薄膜干涉应用：肥皂膜干涉、两片玻璃间的空气膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛顿环、蝴蝶翅膀的颜色等。 光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的两列光叠加。看到膜上出现明暗相间的条纹。 (1)透镜增透膜(氟化镁)：透镜增透膜的厚度应是透射光在薄膜中波长的1／4倍。使薄膜前后两面的反射光的光程差为半个波长，(ΔT =2d =½λ，得d =¼λ)，故反射光叠加后减弱。大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。光谱中央部分的绿光对人的视觉最敏感，通过时完全抵消，边缘的红、紫光没有显著削弱。所有增透膜的光学镜头呈现淡紫色。 从能量的角度分析E 入=E 反+E 透+E 吸。 在介质膜吸收能量不变的前提下，若E 反=0，则E 透最大。增强透射光的强度。 (2)“用干涉法检查平面”：如图所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。 如果某处凸起来，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图甲所示；如果某处凹下，则对应条纹延后出现，如图乙所示。 (注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上。 ) 注意：由于发光物质的特殊性，任何独立的两列光叠加均不能产生干涉现象。只有采用特殊方法从同一光源分离出的两列光叠加才 S S 1 S 2 d S S / a c b · ·

人教版物理选修3-4光学知识点总结教学提纲

物理选修3-4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=3xi08m/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

光电功能材料知识点剖析

知识点补遗 1，光电功能材料按物质分类 答：根据材料的物质性进行分类：金属功能材料；无机非金属功能材料；有机功能材料；复合功能材料。 2，晶体的主要特征有哪些？ 答：晶体在宏观上的基本特性：自范性、均一性、对称性、异向性、稳定性。自范性：是指晶体具有自发地形成封闭的几何多面体外形，并以此为其占有空间范围的性质。 均一性：晶体在它的各个不同部分上表现出相同性质的特性，是晶体内部粒子规则排列的反映。 异向性：晶体内部粒子沿不同方向有不同的排列情况，从而导致在不同方向上表现出不同的宏观性质。 对称性：晶体的性质在某一方向上有规律地周期的出现 稳定性： 3，介电晶体的效应有哪些？分别有多少个点群？ 答： （1）压电效应：压电模量，三阶张量，非中心对称晶体。 （2）电致伸缩效应：电致伸缩稀疏，四阶张量， 所有晶体。 （3）热释电效应：热释电稀疏，一介张量，极性 晶体，可自发计划。 （4）铁电晶体：自发极化能随外加电场改变的晶 体。 各种介电晶体（数字表示此类性质的晶类数）： 压电效应： 晶体在受到机械应力的作用时，在其表面上会出现电荷，成为正压电效应。应力是二阶对称张量，其两个下标可以对调，压电模量是三阶张量，从而导致压 电模量中的后两个下标可以对调，此时压电效应可以写成： 逆压电效应：当电场加到具有压电效应的晶体上时，晶体将发生应变。 电致伸缩效应 当作用在晶体上的电场很强时，晶体的应变与电场不是线性关系，必须考虑

平方项，引起应变中的平方项称为电致伸缩效应。， iljk V 成 为电致伸缩系数。 热释电效应 晶体在温度发生变化时，产生极化现象，或其极化强度发生变化，称为热释电效应。当温度较小时，晶体极化强度变化与温度为线性关系。 电热效应：热释电效应的逆效应，即将某种热释电晶体置于电场中，会观察到温度变化。热释电材料主要用于红外探测。 晶体的铁电性质 在外场的作用下，自发极化的方向可以逆转或可以重新取向的热释电晶体。 铁电晶体的分类： (1)无序-有序型铁电晶体（软铁电体） (2)位移型铁电体（硬铁电体）：含有氧八面体构造基元者，也称钙铁矿型铁电体，如铌酸锂、钛酸钡等。 铁电体的宏观特性： (1)电滞回线：铁电体和非铁电体的判据。 非铁电晶体：P-E 关系为线性的。 铁电晶体：P-E 存在电滞回线。 (2)居里温度：晶体的铁电性质在一定的温度范围内存在，如钛酸钡晶体，温度低于120摄氏度是铁电项，高于120摄氏度铁电性消失。实际上是一个相变过程。 部分铁电晶体没有居里温度点，因为未达到相变温度时晶体已经溶解。 4，光率体的表达式和特征，三个轴与椭球截距的意义，折射率面，不沿主轴方向，通过晶体后引起的光程差的判定。 答：上册P-31 5，晶体的非线性光学——香味匹配条件以及实现相位匹配的途径（一种） 答：当激光的光强较强时，其通过物质时，物质内部极化率的非线性响应会对光波产生反作用，可能产生入射光波在和频和差频处的谐波，这种与强光有关不同于非线性光学现象的效应称为非线性效应。 混频效应：和频、差频 当作用于晶体的光场包含两种不同的频率ω1和ω2时，就会产生第三种频率ω 3的光， ω3 =ω1 +ω2相加的称为和频，ω3 =ω1 −ω2相减的称为差频。 位相匹配： 在二级非线性极化的倍频过程中，入射光波在它经过的各个地方产生二次极化波，各个位置的二次极化波都发射出二次谐波，这些二次谐波在晶体中传播并相互于涉，相互干涉的结果，就是在 实验中观察到的二次谐波强度．这个强度与这些二次谐波的位相差有关．如果位相差为零，即各个二次谐波的位相一致，则相干加强，我们就能观察到产生的二次谐波．反之，则相干相消，我们就观察不到二次谐波。只有当入射光波的传播

薄膜光学知识点

薄膜光学： 1. 整部薄膜光学的物理依据就是光的干涉。（托马斯 杨干涉实验） 2. 列举常用的光学薄膜 镀膜镜片，牛顿环，滤光片、反射镜，ITO 膜，幕墙玻璃，红外膜，DWDM 、光纤薄膜器件，电致变色膜。 3. 利用薄膜可以实现的功能 减少反射，提高透射率；提高反射率；提高信噪比；保护探测器不被激光破坏；重要票据的防伪等等。总之能列出多少光的用途就能列出多少光学薄膜的用途。 提高光学效率，减少杂光。如高效减反射膜，高反射膜。实现光束的调整和再分配。如分束膜，分色膜，偏振分光膜。通过波长的选择性提高系统信噪比。如窄带及带通滤光片、长波通、短波通滤光片。实现某些特定功能。如ITO 透明导电膜，保护膜等。 4. 一束入射角为0θ的光入射到厚度为d1、折射率为n1的薄膜上产生的相位差为： 111024cos /n d δπθλ=；双光束强度为： 221212122cos2R R R r r rr δδ=+±=+± 详细计算过程：

5. 单层膜的多光束干涉计算：（薄膜光学2PPT 中P26-29）

6. 电磁场间的关系：() 111H N k E =⨯ 光学导纳：H N N r E = ⨯，这是的另一种表达式 称为光学导纳 7. 光在两种材料界面上的反射：0101 cos ,cos N p r s N ηηθηηηθ ⎧--⎪==⎨ +-*⎪⎩光：光：

01010101R ηηηηηηηη* ⎛⎫⎛⎫--=∙ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭ 8. 掌握单层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT 中P 15-21 11 1211 1sin cos 1sin cos i B C i δδηηηδδ⎡ ⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ B C ⎡⎤ ⎢⎥⎣⎦ 称为膜系的特征矩阵 C Y B = 单层膜的反射系数和反射率为： 000000,Y Y Y r R Y Y Y ηηηηηη* ⎛⎫⎛⎫---==⋅ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭ 9. 掌握多层膜的特征矩阵公式：薄膜光学3 PPT 中P 26-29

高中物理公式及知识点汇总-光学

高中物理公式及知识点汇总-光学 高中物理公式及知识点汇总-光学 七、光学n(1)和n(2)分别是两个介质1、光的折射定律： n(1)sinθ(1)=n(2)sinθ(2)的折射率θ(1)和θ(2)分别是入射光（或折射光）与界面法线的夹角，叫做入射角和折射角。当光由光密介质（折射率 n(1)比较大的介质）射入光疏介质（折射率n(2)比较小的介质）时（比如由水入射到空气中），如果入射角大于某一个值θ(c)时，折射角的正弦将大于1。1-1、介质的折射率：这在数学上是没有意义的。此时，不存在折射光，而只存在反射光。而θ(c)叫做全反射角，它的值取决与两种介质的折射率的比值。例：水的折射率为1.33，空气的折射率近似等于1.00，全反射角等于arcsin(1.00/1.33)=48.8度。1-2、、全反射的条件：①光必须由光密介质射向光疏介质②入射角必须大于临界角(C)．所谓光密介质和光疏介质是相对的,两物质相比,折射率较小的,就为光疏介质,折射率较大的,就为光密介质。例如，水折1-3、光密介质和光疏介质：射率大于空气，所以相对于空气而言，水就是光密介质，而玻璃的折射率比水大，所以相对于玻璃而言，水就是光疏介质。空间的某点距离光源S(1)和S(2)的路程差为0、1λ、2λ、3λ、等波长的整数倍（半波长的奇数倍）时，该点为振动加强点。空间的某点距离光源S(1)和S(2)的路程差为λ/2、3λ/2、5λ/2、等半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点。在狭缝间的距离、狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，条纹2-1、相邻的两条明条纹（或暗条纹）间的距离：xLd亮纹：光程差δ=kλ2、双缝干涉的规律：（k=0，1，2，等）暗纹：光程差δ=（2k-1)λ/2(k=1,2,3,等）间的距离是不同的。红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。红光的波长最长，

物理光学知识点

物理光学知识点 第一章 波的基本性质 一. 填空题 1 某介质的介电常数为ε，相对介电常数为r ε，磁导率为μ，相对磁导率为r μ，则光波在该介质中 的传播速度v = ）；该介质的折射率n =（ ）。 2 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上， 发生（反射和折射）现象；反射角r θ、透射角t θ和入射角i θ的关系为（r i θθ=，12sin sin i t n n θθ=）； 设12,υυ分别为光波在介质1、介质2中的时间频率，则12υυ和的关系为（12υυ=） ；设12,λλ分别为光波在介质1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为（11 22n n λλ=）。 3 若一束光波的电场为152cos 210π? =?- z E j t c , 则，光波的偏振状态是振动方向沿（ y 轴）的 （线）偏振光；光波的传播方向是（z 轴）方向；振幅是（2 ）v m ；频率是（1510）Hz ；空间周期是（7310-? ）m ；光速是

（ 8310? ）m/s 。 4 已知为波长632.8nm 的He-Ne 激光在真空中的传播速度为3.0x108m/s ，其频率ν为 4.74x1014Hz ； 在折射为1.5的透明介质中传播速度v 为2.0x108m/s ，频率为 4.74x1014Hz ，波长为 421.9nm ； 5 一平面单色光波的圆频率为ω、波矢为k ，其在真空中的光场E 用三角函数表示为 )cos(0t E E ?-=ω，用复数表示为)(exp 0t i E E ω-?=；若单色球面(发散)光波的圆频率 为ω、波矢为，其在真空中的光场E 用三角函数表示为 )cos()(1r k t r E E ?-=ω，用复数表示为 )(ex p 1t r k i r E E ω-?=； 6 一光波的波长为500nm ，其传播方向与x 轴的夹角为300，与y 轴的夹角为600，则其与z 轴的夹角为 900 ，其空间频率分别为 1.732x106m -1 、 1x106m -1 、 0 ； 7 玻璃的折射率为n ＝1.5，光从空气射向玻璃时的布儒斯特角为________；光从玻璃射向空气时的布儒 斯特角为________。 8 单色自然光从折射率为n 1的透明介质1入射到折射率为n 2的透明介质2中，在两介质的分界面上， 发生现象；(),()()r t θθθi 反射角透射角和入射角的关系为；设1 2,υυ分别为 光波在介质1、介质2中的时间频率，则12υυ和的关系为；设12,λλ分别为光波在介质 1、介质2中的波长，则12λλ和的关系为。 二. 选择题 1 []0exp ()E E i t kz ω=--与[]0 exp ()E E i t kz ω=-+描述的是（ C ）传播的光波。 A. 沿正 z 方向； B. 沿负z 方向；

光学薄膜复习要点

光学薄膜复习要点 第四章光学薄膜的制造工艺 1.光学薄膜器件的质量要素 光学性能: ●膜层厚度d ●膜层折射率n 折射率误差的三个主要来源： ------膜层的填充密度(聚集密度) ------膜层的微观组织物理结构 ------膜层的化学成分 机械性能: 硬度:膜层材料的本身硬度和膜层内部的填充密度 牢固度：是指膜层对于基底的附着力、黏结程度 膜层与基底之间结合力的性质（范德华力、分子间作用力、经典吸引） 成膜粒子的迁移能 环境稳定性：希望薄膜器件的光学性能和机械性能在经历恶劣环境较长时间后仍然不变。 恶劣环境：盐水盐雾、高湿高温、高低温突变、全水浴半水浴、酸碱腐蚀 提高方法:1.选用化学稳定性好的材料 2.制作结构致密无缝可钻的膜层 后果： 1.结构致密:酸碱盐水对膜层的腐蚀为单一面腐蚀，速度慢，耐久性强 2. 结构疏松：酸碱盐水对膜层的腐蚀是深入内部的体腐蚀，速度快，耐久性差。 填充密度:膜层的实际体积与膜层的几何体积之比。 后果：

高的填充密度对应着优良的机械性能和光学性能的环境稳定性。 低：机械性能：膜层与基底之间吸附能小，膜层结构疏松牢固度差 膜层表面粗糙，摩擦因数较大，抗摩擦损伤能力差 非密封仪器内部，面腐蚀变为深入内部的体腐蚀 光学性能：光线在粗糙表面散射损大 空隙对环境气体的吸收导致膜层的有效光学厚度随环境、温度的变化而变化。折射率不稳定。 提高膜层的填充密---基片温度、沉积速率、真空度、蒸汽入射角、离子轰击 影响膜层质量的工艺要素： 1.真空镀制光学薄膜的基本过程 清洗零件---清洁真空室/装零件---抽真空和零件加温---膜厚仪调整---离子轰击---膜料预熔---镀膜---镀后处理---检测。 2.影响薄膜器件质量的工艺要素及其作用机理 ●真空度:影响折射率，散射，机械强度，不溶性 后果:真空度低，使膜料蒸汽分子与剩余气体分子碰撞的几率增加，蒸汽分子的动能大大减小，与基片的吸附能间隙，从而导致沉积的膜层疏松，机械强度差，聚集密度低，化学成分不纯，膜层折射率，硬度变差。 随着真空度的提高，膜层结构得到改善，化学成分变纯但，应力增大。 ●沉积速率 机理：沉积速率低：晶核生长缓慢---结构疏松(聚集密度低) 沉积速率快:---应力积累 沉积速率合适---聚集密度大---光散射小，牢固度增加 改进方法：提高沉积速率:1.提高蒸发源温度 增大蒸发源面积 ●基片温度---对膜层粒子提供额外能量补充---主要影响膜层结构、凝集系数、 膨胀系数、聚集密度---宏观反映在膜层折射率、散射、应力、附着力、硬度和不溶性都会因为温度的不同而存在较大差异。 升温的优点： 1.将附着在基片表面的剩余气体分子排除---增加基片与沉积分子之间的结 合力。 2.促进膜层物理吸附向化学吸附转化，增强分子间相互作用，使膜层紧密， 附着力增加，提高了机械强度。

2018年高考物理第一轮知识点梳理复习教案27 专题十四 机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论 考点三光学

考点三 光学 基础点 知识点1 光的折射定律 折射率 1．折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。 2．折射定律 (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 (2)表达式：sin θ1sin θ2 ＝n 12，式中n 12是比例常数。 (3)在光的折射现象中，光路是可逆的。 3．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值。 (2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2 。不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。 (3)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明

光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。 (4)计算公式：n＝c v，因v＜c，故任何介质的折射率总大于(选填 “大于”或“小于”)1。 知识点2全反射、光导纤维 1．全反射 (1)条件 ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 (2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。 (3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sin C＝1 n。 2．光导纤维 原理：利用光的全反射。 知识点3光的干涉 1．产生条件：两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。

2．杨氏双缝干涉 (1)原理如图所示。 (2)明、暗条纹的条件 ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。 a．光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出现明条纹。 b．光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)λ 2(k＝0,1,2…)，光屏上出现暗 条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 (3)条纹间距公式：Δx＝l dλ。 3．薄膜干涉 (1)相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。 (2)图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。 知识点4光的衍射偏振 1．光的衍射 (1)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 (2)衍射条纹的特点 ①单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。