光学谐振腔与引力波探测(方洪烈著)思维导图

物理4-2第九章、振动简谐振动：加速度a与位移的大小x成正比 公式： (w为一个常量，在弹簧振子中为劲度系数k/m）a=−w∗2x解运动微分方程得简谐振动运动方程：x=A∗cos(w∗t+φ)振幅A:简谐振动物体离开平衡位置最大位移的绝对值周期T：一次完全振动所经历的时间频率:ν相位(wt+):1、描述物体运动状态；2、体现简谐振动的周期性φ已知0时刻物体相对平衡位置的位移和速度可以确定振幅和初相v=dtdxa=dt2d x2旋转矢量：矢量模等于振幅A，逆时针匀角速转动，角速度等于角频率，初始与Ox轴夹角为初相.ωφ同相：步调完全一致反相：步调相反单摆:T=2π∗g l简谐振动的能量：动能与势能互相转化，总量保持不变公式：E=mωA=2122kA212总能量与振幅及角频率的二次方成正比简谐振动的合成1.同方向同频率合振动仍是简谐振动2.垂直同频率合振动为椭圆同方向不同频率合成——拍合振动频率：;2v+v12合振幅变化的频率(拍频）：v−2v1第十章、波动波的性质波长:沿波传播方向两个相邻的、相位差为2的振动质元之间的距离λπ周期：波前进一个波长的距离需要的时间波速：某一振动状态在单位时间内所传播的距离波线、波面和波前平面简谐波的波函数：描述x处的质元在任意时刻t 的位移y的函数十一章、光学相干光振动物理量：电场强度E和磁场强度H产生干涉方法振幅分割法波阵面分割法杨氏双缝干涉,k=0、1、2···明纹d sinθ=+−kλ=x/d'sinθ≈tanθ当双缝间隔d和d'的值一定时，相邻条纹间的距离与入射光的波长成正比λ光程：n*L光程差决定干涉加强还是减弱折射率小的介质射向折射率大的介质发生相位跃变，半波损失薄膜干涉使用透镜并不引起附加的光程差劈尖劈尖反射产生干涉极大（明条纹中心）, k=1,2,3...2nd+=2λkλ干涉极小（暗纹中心） k=0,1,2,3,......2nd+=2λ(2k+1)2λ等厚干涉：厚度相等的地方干涉条纹的亮度相同牛顿环明环半径暗环半径在透镜与平玻璃的接触处，d=0，相位跃变导致光程差为,所以牛顿环的中心总是暗纹λ/2光的衍射遇到尺寸与光的波长差不多或者小的障碍物时，光不再遵循直线传播的规律，会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布根据光源，颜射孔，屏三者的相互位置将衍射分为两种：菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射正对狭缝中心的地方将是一条明纹的中心，中央明纹波带法： k=1,2,3.....偶数暗纹，奇数明纹b sinθ=+−k2λ单缝越大，条纹相应变得狭窄而密集衍射光栅光栅常量：相邻两缝之间的距离光栅方程： k=0,1,2...明纹(b+b)sinθ=′+−kλsinθ=b+b′+−kλ光栅常量越小，明纹间距越大缺级现象：没有同时满足衍射方程和干涉方程光谱叠加：白光由不同波长的光合成光的偏振自然光：在各个方向上，E的振幅都相等偏振光：振动只在某一固定方向上的光振动面：偏振光的振动方向与传播方向组成的平面起偏与检偏经过起偏后，光强变为原来的二分之一马吕斯定律：I=I∗cosα2反射与折射偏振自然光经过反射和折射后，产生部分偏振光入射角为布儒斯特角时，反射光为偏振光tanθ=n1n2。