【哈工大考研班物理光学】的资料涵盖了光学工程研究生考试的重要知识点,主要涉及光的衍射、干涉、偏振等多个领域。以下是这些知识点的详细解释: 1. **衍射**: - 夫琅和费单缝衍射实验:单缝宽度与波长的比例决定了衍射图样的特征。第1极小出现在缝宽的一半波长的正切值对应的角度,即约0.317弧度。 2. **干涉**: - 衍射图样中央亮斑直径与波长的关系遵循几何光学与波动光学的结合,可以使用基尔霍夫衍射公式来计算光波波长,这里是310nm。 3. **光栅衍射**: - 荧光栅衍射时,一级光谱的最大光强发生在特定角度,根据光栅方程可以计算出波长,此处是640nm。 4. **旋光性**: - 晶体的旋光现象是指光在通过某些晶体时,光波的偏振方向会旋转,其规律遵循布儒斯特定律,即旋光角与波长和晶体厚度成线性关系。 5. **渥拉斯棱镜**: - 渥拉斯棱镜用于分离偏振光的两个分量,获得较好的效果时,入射光应为线性偏振光且与棱镜的分界面成特定角度。 6. **相位关系**: - 提供的关系式可能涉及到光的干涉条件,通过它可以分析不同波长的光如何干涉并形成干涉图案。 7. **波片**: - 波片的快轴是其对光波产生相位延迟的一轴,当线偏振光通过时,快轴方向的光波相位会比垂直方向的光波相位多出半个波长。 8. **光源的相干性**: - 光源的相干长度与相干时间成正比,相干长度越长,光源的时间相干性越好,意味着光源能产生更稳定的干涉和衍射图案。 9. **相干光的获取**: - 可以通过激光光源或迈克尔逊干涉仪获得相干光,前者提供单色、相干光,后者则能将非相干光源转化为相干光源。 10. **空气劈尖干涉**: - 劈尖干涉中,改变玻璃板间的距离或入射角会直接影响干涉条纹的间距和位置,压紧玻璃板会减小空气层厚度,导致条纹间距减小并向上移动;倾斜入射光会使条纹间距变小。 **问答题**: 1. 夫琅和费衍射装置的变动影响了衍射图样: - 增大透镜焦距会使得衍射图样扩大,但形状基本不变。 - 减小透镜口径会增加中央亮斑的亮度,衍射图样变得更窄。 - 衍射屏垂直移动会改变衍射图样的位置,但形状不变。 2. 迈克尔逊干涉仪的等倾圆环与牛顿环的比较: - 圆环代表等厚干涉,条纹形状为同心圆;牛顿环是等倾干涉,表现为同心环状。 - 中央级次都是亮纹,但等倾干涉的条纹间距随远离中心而递增,等厚干涉则可能交替出现明暗纹。 3. 方解石双折射光的分析: - 方解石是双折射晶体,两束偏振光(o光和e光)会沿不同的路径传播,光矢量方向也会有所不同。 4. 部分偏振光与椭圆偏振光的鉴别实验: - 实验通常使用偏振片和四分之一波片,通过调整偏振片角度观察透射光强度变化,识别出光的偏振状态。 5. 格兰-付科棱镜: - 结构原理:棱镜由两个偏振片组成,o光和e光经过不同路径,透光轴方向可通过调整棱镜角度确定。 - 用途:用于分离偏振光,可用于光谱分析、偏振光研究等领域。 **计算题**: 1. 白光双缝衍射: - 缝距1mm,中央白色条纹外3mm处的小孔将滤掉那些不能形成干涉的特定波长,主要是那些波长与缝宽不成整数倍的光。 2. 双缝干涉与薄玻璃片的影响: - 厚度为t、折射率为n的薄玻璃片会改变光程差,影响0P点的光强分布。 - 将一个缝的宽度增加到2d会改变光强分布,可能导致0P点的干涉相消。 3. 偏振片系统中的光强计算: - 快轴与透光轴夹角分别为60°和30°,通过波片后,光会被转换为椭圆偏振光,然后通过两个偏振器,最终光强取决于偏振片的相对角度和起始光强I0。 这些知识点覆盖了物理光学的核心概念,对于准备哈工大考研光学工程专业的学生来说,理解和掌握这些内容是至关重要的。
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