㈠ 菲涅耳公式的介紹
菲涅耳公式(或菲涅耳方程),由奧古斯丁·讓·菲涅耳導出。用來描述光在不同折射率的介質之間的行為。由公式推導出的光的反射稱之為「菲涅爾反射」。1菲涅爾公式是光學中的重要公式,用它能解釋反射光的強度、折射光的強度、相位與入射光的強度的關系。
㈡ 關於斯涅爾公式和斐索實驗
斯涅爾公式
光入射到不同介質的界面上會發生反射和折射。其中入射光和折射光位於同一個平面上,並且與界面法線的夾角滿足如下關系:
n1sinθ1 = n2sinθ2
其中,n1和n2分別是兩個介質的折射率,θ1和θ2分別是入射光(或折射光)與界面法線的夾角,叫做入射角和折射角。
斐索實驗介紹:
1859年,斐索做了一個流水實驗,實驗的目的是為了考察介質的運動對在其中傳播的光速有何影響,從而判斷以太是否被拖曳。
實驗裝置如下圖所示,光束由光源發出後,經過半透鏡後分為兩束,一束光與水流方向一致,另一束光則與水流方向相反,兩束光在觀察者處產生干涉條紋。
斐索實驗雖然只用了水、酒精和石英棒等很少幾種透明物質做過,由於其非常符合菲涅耳的以太拖拽假設和相對論的速度變換式而使人們堅信,斐索實驗的條紋變化將隨著透明物質的折射率變化而變化,折射率越高,觀察到的條紋變化越大。折射率越低,觀察到的條紋變化越小, 因為空氣的折射率只有1.0003,產生的條紋移動預計只有0.00016, 所以換用氣體將無法觀察到條紋變化
㈢ 求菲涅耳公式的原始推導
對不起,我是土木專業的我無能為力。
這種原始推導都是收藏啊,建議你去你學校的圖書館去查查,這種原始推導可能在庫本圖書庫或外文原版圖書庫把
(你們圖書館網路化了嗎?可以到圖書館里看看其他地方的書庫,也許能找到。)
還有國外名校的在線書庫也許有
看我能幫你找下不
補充:外國的版權要求都很嚴格的,像大不列顛網路全書 有原文的,看全問要信用卡才能進的
好不容易找到了一個關於 他研究的英文網站,上面有,不知道是你需要的么,看不懂可以用翻譯工具。http://www.experiencefestival.com/a/Augustin-Jean_Fresnel/id/1922586
網站上有個
Including:
Augustin-Jean Fresnel - Biography
Augustin-Jean Fresnel - Researches
Augustin-Jean Fresnel - External link and reference
翻譯:其中包括:
奧古斯丁-讓菲涅爾-生平
奧古斯丁-讓菲涅爾-研究
奧古斯丁-讓菲涅爾-外部鏈接和參考
我看了一下這里應該有你需要的,因為我是外行,不能直接找給你了
還可以點最下面的Fresnel equations (菲涅耳方程區)
,這里字比較小怕你找不到,直接給你連接http://www.experiencefestival.com/fresnel_equations 這里是他大部分論文,還有其他人的不同見解,應該對你也有點用把
另:你對學術的研究令我十分佩服。因此我花了1整天的時間來給你找資料,這回答的最認真的問題,
希望你能繼續努力,在學術上有所成就!
㈣ 菲涅耳公式的實驗分析
現在用菲涅耳公式來解釋半波損失問題。在洛埃鏡實驗中,光從空氣入射到玻璃,即。按折射定律,知道。由於,,令入射光中的As1,Ap1均取正值,所以;。
從圖中可以看到,在i1=90°的掠射情況下,入射光和反射光的傳播方向幾乎相同,它們的波面I和II幾乎相互平行.此時,對Ap1′和Ap1規定的正方向也幾乎相同,由於在無限靠近界面處反射光中電矢量的兩個分量都取負值,而且滿足,它們的合矢量幾乎與這里入射光中的合矢量方向相反.在波的航進路程上,通常是每隔半個波長,振動矢量的方向相反.現在則是在同一地點(界面上的入射點),而不是相隔半個波長處,僅是由於反射過程,振動方向就變成相反了.所以稱為半波損失(這是對電矢量說的,根據E、H和傳播方向三者之間所構成的右螺旋關系可知,磁矢量在這情況中,也同樣產生半波損失)。
在維納駐波實驗中,i1幾乎等於零.仍設n1i2,得As1′0.但按照各自規定的正方向,反射光中的As1′和Ap1′都分別與入射光中的As1和Ap1反向,而且滿足,這就是說合矢量反向.這也是在同一地點(入射點)而不是相隔半個波處,僅僅是由於反射過程使振動方向變成相反.所以在這情況中(i1≈0)也發生了半波損失.這也是對電矢量說的.由於這里反射光和入射光的傳播方向是相反的,所以磁矢量的方向不變,不產生半波損失.因此,介質表面對駐波中的電矢量來說是波節,但對磁矢量來說仍應該是波腹.維納實驗所用感光乳膠在介質表面上不感光表示對感光作用說,電矢量是主要的.此處磁矢量雖是波腹,但乳膠並不感光,說明磁矢量對感光不起作用.這一結果是容易解釋的,因為電磁波的磁矢量作用在電子上的洛侖茲力qvB比電矢量的作用力qE小得多,其比值為v2/c2,式中v和c分別為電子的速度和光速,一般可以略去不計。 總結洛埃鏡實驗和維納實驗,可得這樣的結論:入射光在光疏介質(n1小)中前進,遇到光密介質(n2大)的界面時,在掠射(i1≈90°)或正射(i1≈0)兩種情況下,反射光的振動方向對於入射光的振動方向都幾乎相反,都將在反射過程中產生半波損失,這是僅對電矢量而言的.在光的效應中,一般僅考慮電矢量的作用.正是這個原因,我們常把電場矢量稱為光矢量,電場稱為光場.入射光在光密介質中前進,遇到光疏介質的界面而反射時(n1>n2),不產生半波損失。
由上可知,不論在掠射或正射時,相對於入射光的振動方向,折射光的振動方向永遠不發生半波損失。
㈤ 什麼是 菲涅耳反射 啊請具體解釋,急
菲涅耳公式
一、菲涅耳公式
電磁波通過不同介質的分界面時全發生反射和折射.這一關系可由菲涅耳公式表達出來.上節提到的在反射過程中發生的半波損失問題,就可以用這個公式來解釋.這一公式對以後講到的許多光學現像都能圓滿地加以說明.
菲涅耳公式的內容說明如下:
引言:在任何時刻,我們都可以把入射波、反射波和折射波的電矢量分 成兩個分量,一個平行於入射面,另一個垂直於入射面.有關各量的 平行分量與垂直分量依次用指標p和s來表示.以i1、i1′和i2分別表示入射角、反射角和折射角,它們確定了各波的傳播方向(在大多數情況下,只要注意各波的電場矢量即可,因為知道了各個波的傳播方向,各波的磁場矢量就可按右螺旋關系確定).以A1、A1′和A2來依次表示入射波、反射波和折射波的電矢量的振幅,它們的分量相應就是Ap1、Ap1′、Ap2 和As1 、As1′、As2.由於三個波的傳播方向各不相同,必須分別規定各分量的某一個方向作為正方向,這種規定當然是任意的.但是只要在一個問題的全部討論過程中始終採取同一種正方向的選擇,由此得到的各個關系式就具有普遍的意義.圖中xy平面為兩介質的分界面,z軸為法線方向,xz平面為入射面.規定電矢量的s分量以沿著+y方向的為正,這對於入射、反射和折射三個波都相同.圖中I、II、III三個面依次表示入射、反射和折射三個波的波面.電矢量的p分量沿著這三個波面與入射面的交線,它們的正方向分別規定為如圖所示。且s分量、p分量和傳播方向三者構成右螺旋關系.
在傳播過程中,電矢量的方向是在不斷變化的,我們所注意的僅是在反射、折射過程這一瞬時的變化,所以菲涅耳公式所表示的有關各量的方向都是指緊靠兩介質分界面O點處而言的(在圖中為消楚起見,將通過O點的三個波面I、II、III畫在離開O點較遠之處).菲涅耳公式包括下列四式
前兩式表示反射波的兩個分量和入射波兩個對應分量之比;後兩式表示折射波和入射波兩個對應分量之比,振動方向的變化則由正負號來決定.
注意 應當注意各分量量值之比是相對於入射波來計算的,但振動方向則分別按照各波的上述規定,不是直接相對於入射波作比 較(s分量還可比較,p分量則無法簡單地用正負號來直接表示出各波之間的振動方向關系).
對通常的入射光波來說,As1和Ap1兩分量的振動方向都可認為是正的,量值可認為彼此相等.這是因為對於通常的熱光源所發的光,在垂直於傳播方向的平面(波面)內電矢量(以及磁矢量)可以在任何方向振動,這些振動中的每一個矢量都在毫無規則地非常迅速地改變著.我們觀察到的僅是它們的平均位值(關於這一點,將在第五章中進一步闡明).因而我們可以運用標量近似處理來代替矢量波.在隨意選定了任何兩個互相垂直的方向(例如s和p兩個方向)之後,就可以把任一振動的振幅A沿所取的方向分成和兩個分量.在平均效應中沒有任何特殊理由必須認為那一個是正,那一個是負,因而通常就認為它們都是正的.這兩個分振動的平均能量為
由此可知,.
既然入射光諸振動分量都看作是正的,所以菲涅耳公式中的符號,可以認為只是對反射和折射光而言的,反射光和折射光都是在入射點突然改變傳播方向的,因此,一般地說,電矢量也將在這里突然改變方向.
詳細分析:它不能簡單的用入射光位相怎樣改變來說明,因為正負值僅是相對於各自規定的方向說的,而要通過菲涅耳公式及有關的符號規定來分析。這樣,既可以解釋一束光垂直入射或掠射時反射光相對於入射光的半波損失問題,又可以解釋兩束不同情況下的反射光之間的額外程差問題。至於符號到底是否改變,取決於入射角的大小和折射角,換句話說,取決於入射角和介質的折射率。
二、半波損失的解釋
現在用菲涅耳公式來解釋半波損失問題。在洛埃鏡實驗中,光從空氣入射到玻璃,即 。按折射定律 ,知道 。由於 , ,令入射光中的As1,Ap1均取正值,所以 ; 。
從圖中可以看到,在i1=90°的掠射情況下,入射光和反射光的傳播方向幾乎相同,它們的波面I和II幾乎相互平行.此時,對Ap1′和Ap1規定的正方向也幾乎相同,由於在無限靠近界面處反射光中電矢量的兩個分量都取負值,而且滿足 ,它們的合矢量幾乎與這里入射光中的合矢量方向相反.在波的航進路程上,通常是每隔半個波長,振動矢量的方向相反.現在則是在同一地點(界面上的入射點),而不是相隔半個波長處,僅是由於反射過程,振動方向就變成相反了.所以稱為半波損失(這是對電矢量說的,根據E、H和傳播方向三者之間所構成的右螺旋關系可知,磁矢量在這情況中,也同樣產生半波損失).
在維納駐波實驗中,i1幾乎等於零.仍設n1<n2,即i1>i2,得As1′<0;Ap1′>0.但按照各自規定的正方向,反射光中的As1′和Ap1′都分別與入射光中的As1和Ap1反向,而且滿足 ,這就是說合矢量反向.這也是在同一地點(入射點)而不是相隔半個波處,僅僅是由於反射過程使振動方向變成相反.所以在這情況中(i1≈0)也發生了半波損失.這也是對電矢量說的.由於這里反射光和入射光的傳播方向是相反的,所以磁矢量的方向不變,不產生半波損失.因此,介質表面對駐波中的電矢量來說是波節,但對磁矢量來說仍應該是波腹.維納實驗所用感光乳膠在介質表面上不感光表示對感光作用說,電矢量是主要的.此處磁矢量雖是波腹,但乳膠並不感光,說明磁矢量對感光不起作用.這一結果是容易解釋的,因為電磁波的磁矢量作用在電子上的洛侖茲力qvB比電矢量的作用力qE小得多,其比值為v2/c2,式中v和c分別為電子的速度和光速,一般可以略去不計.
總結洛埃鏡實驗和維納實驗,可得這樣的結論:入射光在光疏介質(n1小)中前進,遇到光密介質(n2大)的界面時,在掠射(i1≈90°)或正射(i1≈0)兩種情況下,反射光的振動方向對於入射光的振動方向都幾乎相反,都將在反射過程中產生半波損失,這是僅對電矢量而言的.在光的效應中,一般僅考慮電矢量的作用.正是這個原因,我們常把電場矢量稱為光矢量,電場稱為光場.入射光在光密介質中前進,遇到光疏介質的界面而反射時(n1>n2),不產生半波損失.
由上可知,不論在掠射或正射時,相對於入射光的振動方向,折射光的振動方向永遠不發生半波損失.
㈥ 透明的薄膜折射率的測定實驗中分光板厚度不均勻或表面粗糙,會有什麼後果
薄膜折射率實驗和分光板的材質、厚度、光滑度有很大關系的,如果沒有嚴格按照要求去做,會嚴重影響實驗的結果,導致實驗不準確。
主要的光學薄膜器件包括反射膜、減反射膜、偏振膜、干涉濾光片和分光鏡等等。它們在國民經濟和國防建設中得到了廣泛的應用,獲得了科學技術工作者的日益重視。例如採用減反射膜後可使復雜的光學鏡頭的光通量損失成十倍地減小。
採用高反射比的反射鏡可使激光器的輸出功率成倍提高;利用光學薄膜可提高硅光電池的效率和穩定性。最簡單的光學薄膜模型是表面光滑、各向同性的均勻介質薄層。在這種情況下,可以用光的干涉理論來研究光學薄膜的光學性質。
當一束單色平面波入射到光學薄膜上時,在它的兩個表面上發生多次反射和折射,反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律給出,反射光和折射光的振幅大小則由菲涅耳公式確定(見光在分界面上的折射和反射)。
相關信息
光學薄膜的特點是:表面光滑,膜層之間的界面呈幾何分割;膜層的折射率在界面上可以發生躍變,但在膜層內是連續的;可以是透明介質,也可以是吸收介質;可以是法向均勻的,也可以是法向不均勻的。實際應用的薄膜要比理想薄膜復雜得多。
這是因為:制備時,薄膜的光學性質和物理性質偏離大塊材料,其表面和界面是粗糙的,從而導致光束的漫散射;膜層之間的相互滲透形成擴散界面;由於膜層的生長、結構、應力等原因,形成了薄膜的各向異性;膜層具有復雜的時間效應。
㈦ 赫茲實驗的具體過程
「以太」是經典力學中曾經站統治地位幾百年的一個觀點和基石,後來被證明其存在的實驗的反向結論而被戲劇性地否定。
以太是一個歷史上的名詞,它的涵義也隨著歷史的發展而發展。
在古希臘,以太指的是青天或上層大氣。在宇宙學中,有時又用以太來表示占據天體空間的物質。17世紀的R.迪卡兒是一個對科學思想的發展有重大影響的哲學家。他最先將以太引入科學,並賦予他某種力學性質。在迪卡兒看來,物體之間的所有作用力都必須通過某種中間媒介物質來傳遞,不存在任何超距作用。因此,空間不可能是空無所有的,它被以太這種媒介物質所充滿。
17世紀的迪卡兒(1596年3月31日—1650年2月11日)認為:物質由微粒構成,物質微粒是唯一的實體,物質的本性是其空間廣延性,機械運動即位置變動是物質唯一的運動形式。一切自然現象,一切物質性質(包括色、香、硬度、熱等)都是由於物質粒子的機械相互作用產生的。有了物質(空間)和(機械)運動,就能按照物質運動本身的自然規律構造出全部世界,無須上帝照管。這類機械論的自然觀以後曾統治自然科學兩個多世紀。他又認為物質充滿空間,即不存在真空(要說有一個絕對無物體的虛空或空間,那是反乎理性的),物質可以無限分割(宇宙中並不可能有天然不可分的原子或物質部分),空間是無限的(世界的廣袤是無限定的),並且肯定物質世界的統一性與多樣性(天上和地下的物質都是一樣的,而且世界不是多元的」,「物質的全部花樣或其形式的多樣性,都依靠於運動)。因此恩格斯在《反杜林論》中稱贊笛卡兒是辯證法的卓越代表人物之一。迪卡兒的方法論對於後來物理學的發展有重要的影響。
笛卡兒把他的機械論觀點應用到天體,形成了他關於宇宙發生與構造的學說。他認為,從發展的觀點來看而不只是從己有的形態來觀察,對事物更易於理解。他用以太旋渦模型(如圖示),第一次依靠力學而不是神學解釋了天體、太陽、行星、衛星、慧星等的形成過程。他認為天體的運動來源於慣性(沿軌道切向)和某種宇宙物質,以太旋渦對天體的壓力,在各種大小不同的旋渦的中心必有某一天體(如太陽),以這種假說來解釋天體間的相互作用。
迪卡兒的天體演化說、旋渦模型和近距作用觀點,正如他的整個思想體系一樣,一方面以豐富的物理思想和嚴密的科學方法為特色,起著反對經院哲學、啟發科學思維、推動當時自然科學前進的作用,對許多自然科學家的思想產生深遠的影響。而另一方面又經常停留在直觀和定性階段,不是從定量的實驗事實出發,因而一些 具體結論往往有很多缺陷,成為後來牛頓物理學的主要對立面,導致了廣泛的爭論。
盡管如此,作為自然科學家和哲學家,「迪卡兒」的唯物論已成為真正的自然科學的財富。
今天,當我們以物質的「物與磁」的統一場觀點來認識整個宇宙體系之際,顯然,可以清晰地發現,迪卡兒以太觀中一個最大的忽略之處,是在於把以太與天體以及物質的微觀粒子之間相互脫離。如果迪卡兒當時把以太與天體以及微觀粒子緊密結合、並一體化思維的話,人類的科技進步必將少走許多彎路,科技水準必將早已遠遠超越今天的狀態。
牛頓,1643年1月4日誕生於英格蘭林肯郡鄉村。 1686年,發表了他根據據J.開普勒行星運動定律得到的萬有引力定律,並用以說明了月球和行星的運動以及潮汐現象,這是一項偉大的發現。看起來,牛頓的引力定律似乎支持超距作用觀點,但是牛頓本人並不贊成超距作用解釋。他在給R.本特利的一封著名的信中寫道:「很難想像沒有別種無形的媒介,無生命無感覺的物質可以毋須相互接觸而對其他物質起作用和產生影響。……引力對於物質是天賦的、固有的和根本的,因此,沒有其他東西的媒介,一個物體可超越距離通過真空對另一物體作用,並憑借和 通過它,作用力可從一個物體傳遞到另一個物體,在我看來,這種思想荒唐之極,我相信從來沒有一個在哲學問題上具有充分思考能力的人會沉迷其中。」 牛頓本人倒是傾向於以太觀點的,他在給R.玻意耳的信中私下表示相信,最終一定能夠找到某種物質作用來說明引力。但是地對於以太的具體設想與當時頗有影響的R.迪卡兒觀點只是在細節上有所不同。
眾所周知,牛頓在理解光的本質上持微粒說。但他在同胡克、惠更斯等討論光的本質時,說光具有這種或那種本能激發以太的振動。這意味著以太是光振動的媒質。於此,似乎牛頓對光的雙重性有所理解。其實不然,他對以太媒質之存在極似空氣之無所不在,只是遠為稀薄、微細而具有強有力的彈性。他又重申說,就是由於以太的動物氣質才使肌肉收縮和伸長,動物得以運動。他又進一步以以太來解釋光的反射與折射,透明與不透明,以及顏色的產生(包括牛頓環)。他甚至於設想地球的引力是由於有如以太氣質不斷凝聚使然。《原理》第二編第六章詮釋的結尾說,從記憶中他曾做實驗傾向於以太充斥於所有物體的空隙之中的說法,雖然以太對於引力沒有覺察的影響。
14、15世紀以來歐洲的學者對以太著了迷,以太學說風靡一時。後來,科學巨匠迪卡兒對以太的存在深信不疑。他認為行星之運行可以以太旋渦來解釋。以太學說成為一時哲學思潮。尊重實驗的牛頓也不免捲入這股哲學思潮中去,傾向於它存在。當時人們對超距作用看法不一。牛頓曾經提出他的引力相互作用定理,並不認為是最終的解釋,而只是從實驗中歸納出來的一條規則。因此,牛頓並未就引力本質作出結論。
可是,《原理》第二編最後文字中牛頓澄清了旋渦假設與天體運動無關。
顯然,牛頓同迪卡兒一樣,也沒有把物質與以太統一一體而思維。因此,留下了「引力相互作用定理,並不認為是最終的解釋,且未就引力本質作出結論」的遺憾。今天,我們從物質的「物、磁」二重性的原理,顯然是可以歸納出以太與宇宙及物質的根本聯系性極其特徵的,進而對整個宇宙自然有一個更加深刻與本質的認識。
以太觀認為,以太雖然不能為人的感官所感覺,但卻能傳遞力的作用,如 磁力和月球對潮汐的作用力。 後來,以太又在很大程度上作為光波的荷載物同光的波動學說相聯系。光的波動說是由R.胡克首先提出的並為C.惠更斯所進一步發展。在相當長的時期內(直到20 世紀初),人們對波的理解只局限於某種媒介物質的力學振動。這種媒介物質就稱為波的荷載物,如空氣就是聲波的荷載物。由於 光可以在真空中傳播,因此惠更斯提出,荷載光波的媒介物質(以太)應該充滿包括真空在內的全部空間,並能滲透到通常的物質之中。除了作為光波的荷載物以外,惠更斯也用以太來說明引力的現象 。
牛頓雖然不同意胡克的光波動學說,但他也像笛卡兒一樣反對超距作用並承認以太的存在。在他看來 以太不一定是單一的物質,因而能傳遞各種作用,如產生電、磁和引力等不同的現象。牛 頓也 認為以太可以傳播振動,但以太的振動不是光,因為光的波動學說(當時人們還不知道橫波,光波被認為是和聲波一樣的縱波)不能解釋現在稱為光的偏振現象,也不能解釋光的直線傳播現象。
18世紀是以太論沒落的時期。由於法國迪卡兒主義拒絕引力的平方反比定律而使牛頓的追隨者起來反對迪卡兒哲學體系,連同他倡導的以太論也在被反對之列。隨著引力的平方反比定律在天體力學方面的成功以及探尋以太未獲實際結果,使得超距作用觀點得以流行。光的波動說也被放棄了,微粒說得到廣泛的承認。到18世紀後期,證實了電荷之間(以及磁極之間)的作用力同樣是與距離平方成反比。於是電磁以太的概念亦被拋棄,超距作用的觀點在電學中也佔了主導地位。
19世紀,以太論獲得復興和發展,首先是從光學開始的,這主要是T.楊和A.J.菲涅耳工作的結果。楊用光波的干涉解釋了牛頓環,並在實驗的啟示下於1817年提出光波為橫渡的新觀點(當時對彈性體中的橫波還沒有進行過研究),解決了波動說長期不能解釋光的偏振現象的困難。可見,以太觀的復興和發展,對促進科技進步是有利的。
菲涅耳用波動說成功地解釋了光的衍射現象,他提出的理論方法(現常稱為惠更斯——菲涅耳原理)能正確地計算出衍射圖樣,並能解釋光的直線傳播現象。菲涅耳進一步解釋了光的雙折射,獲得很大成功。1823年,他根據楊的光波為橫渡的學說和他自己1818年提出的透明物質中以太密度與其折射率二次方成正比的假定,在一定的邊界條件下,推出關於反射光和折射光振幅的著名 公式,它很好地說明了D.布德斯特數年前從實驗上測得的結果。
菲涅耳關於以太的一個重要理論工作是導出光在相對於以太參照系運動的透明物體中的速度公式。1818年,他為了解釋阿喇戈關於星光折射行為的實驗,在楊的想法基礎上提出:透明物質中以太的密度與該物質的折射率二次方成正比,他還假定當一個物體相對以太參照系運動時,其內部的以太只是超過真空的那一部分被物體帶動(以太部分曳引假說)。由此即可得出物體中以太的平均速公式:(1-1/nn)v ,其中 v 為物體的速度。
利用以上結果不難推得:在以太參照系中,運動物體內光的速為(准到v/c的一次方),u=c/n =(朴-1/nn)vcoso ,其中 o為u與v之間的夾角。上式稱為菲涅耳運動媒介光速公式。它為以後的斐索實 驗所證實。
19世紀中期曾進行了一些實驗以顯示地球相對以太參照系運動所引起的效應,並由此測定地球相對以太參照系的速度v,但都得出否定的結果。這些實驗結果可從上述菲涅耳理論得到解釋。根據菲涅耳運動媒質中的光速公式,當實驗精度只達到v/c量級時,地球相對以太參照系的速度在這些實驗中不會表現出來。要測出v,精度至少要達到vv/cc的量級(估計 vv/cc=10**-8),而當時的實驗都未達到此精度。
楊和 菲涅耳的工作之後,光的波動說就在物理學中確立了它的地位。不過以太論也遇到一些問題。首先,若光波為橫波則以太應為有彈性的固體媒質。這樣,對為何天體運行其中會不受阻力的問題,有人提出了一種解釋:以太可能是一種像蠟或瀝青樣的塑性物質,對於光那樣快的振動,它具有足夠的彈性像是固體,而對於像天體那樣慢的運動則像流體。另外彈性媒質中除橫波外一般還應有縱波,但實驗卻表明沒有縱光波,如何消除以太的縱波以及如何得出推導反射強度公式所需要的邊界條件是各種以太模型長期爭論的難題。光學對以太性質所提出的要求似乎很難同通常的彈性力學相符合。為了適應光學的需要,人們要對以太假設一些非常的屬性,如1839年麥克可拉模型和阿西模型。再如,由於對不同的光頻率,折射率 n 的值也不同,於是曳引系數對於不同頻率亦將不同。這樣,每種頻率的光將不得不有自己的以太等等。
隨後,以太在電磁學中也獲得了地位,這主要是由於m.法拉第和j.c.麥克斯韋的貢獻。 在法拉第心目中,作用是逐步傳過去的看法有著十分牢固的地位。他引入了力線來描述磁作用和電作用,在他看來,力線是現實的存在,空間被力線充滿著,而光和熱可能就是力線的橫振動。他曾提出用力線來代替以太並認為物質原子可能就是聚集在某個點狀中心附近的力線場。他在1851年又寫道:如果接受光以太的存在,那麼它可能是力線的荷載物。」但法拉第的觀點並未為當時的理論物理學家們所接受。
到19世紀60年代前期,麥克斯韋提出位移電流的概念,並在前人工作的基礎上提出用一組微分方程來描述電磁場的普遍規律。這組方程以後被稱為麥克斯韋方程組。根據麥克斯韋方程組,可以推出電磁場的擾動以波的形式傳播,以及電磁波在空氣中的速度為3.1*10**8 米/秒,與當時己知的空氣中的光速3.15*10**8米/秒,在 實驗誤差范圍內是一致的。麥克斯韋在指出電磁擾動的傳播與光傳播的相似之後寫道:光就是產生電磁現象的媒質(指以太 ) 的橫振動。」 後來,H.R.赫茲用實驗方法證實了電磁波的存在(1888年)。光的電磁理論成功地解釋了光波的性質,這樣以太不僅在電磁學中取得了地位,而且電磁以太同光以太也統一了起來。
麥克斯韋還設想用以太的力學運動來解釋電磁現象,他在1855年的論文中,把磁感應強度B比做以太的速度。後來(1861年——1862年)他接受了W.湯姆孫(即開爾文)的看法,改成磁場代表轉動而電場代表平動。他 認為以太繞磁力線轉動形成一個個渦元,在相鄰的渦元之間有一層電荷粒子。他並假定,當這些粒子偏離它們的平衡位置即有一位移時,就會對渦元內物質產生一作用力引起渦元的變形,這就代表靜電現象。
關於電場同位移有某種對應,並不是完全新的想法。w. 湯姆孫就曾把電場比作以太的位移。另外,法拉第在更早(1838年)就 提出,當絕緣物質放在電場中時,其中的電荷將發生位移。麥克斯韋與法拉第不同之處在於,他認為不論有無絕緣物質存在,只要有電場就有以太電荷粒子的位移,位移D的大小與電場強度E成正比。當電荷粒Z的位移隨時間變化時,將形成電流。這就是他所謂電流)才是真實的電流。
在這一時期還曾建立了其它一些以太模型。盡管麥克斯韋在電磁理論上取得了很大進展,但他以及後來的赫茲等人把電磁理論推廣到運動物質上的意圖卻未獲成功。
19世紀90年代H.A.洛倫茲提出了新的概念。他把物質的電磁性質歸之於其中同原子相聯系的電子的效應,至於 物質中的以太則同真空中的以太在密度和彈性上都並無區別。他還假定,物體運動時並不帶動其中的以太運動。但是,由於物體中的電子隨物體運動時,不僅要受到電場的作用力,還要受到磁場的作用力以及物體運動時其中將出現電介質運動電流,運動物質中的電磁波速度與靜止物質中的並不相同。在考慮了上述效應後,他同樣推出了菲涅耳關於運動物質中的光速公式。而菲涅耳理論所遇到的困難(不同頻率的光有不同的以太)現己不存在。洛倫茲根據束縛電子的強追振動並可推出折射率隨頻率的變化。洛倫茲的上述理論被稱為電子論,他獲得了很大成功。
19世紀末可以說是以太論的極盛時期,但是,在洛倫茲理論中,以太除了荷載電磁振動之外,不再有任何其他的運動和變化。這樣它幾乎己退化為某種抽象的標志。除了作為電磁波的荷載物和絕對參照系,它己失去了所有其他具體生動的物理性質。這就又為它的衰落創造了條件。
為了測出地球相對以太參照系的運動,如上所述,實驗精度必須達到vv/cc量級。到19世紀80年代,A.A.邁克耳孫和E.W.莫雷所作的實驗第一次達到了這個精度,但得到的結果仍然是否定的(即地球相對以太不運動)。此後其他的一些實驗亦得到同樣的結果。於是以太進一步失去了它作為絕對參照系的性質。這一結果使得相對性原理得到普遍承認,並被推廣到整個物理學領域 。
在19世紀末和20世紀初,雖然還進行了一些努力來拯救以太,但在狹義相對論確立以後,它終於被物理學家們所拋棄。人們接受了電磁場本身就是物質存在的一種形式的概念,而場可以在真空中以波的形式傳播。 量子力學的建立更加強了這種現點,因為人們發現物質的原子以及組成它們的電子、質子和中子等粒子的運動也具有波的屬性。波動性己成為物質運動的基本屬性的一個方面。那種僅僅把波動理解為某種媒介物質的力學振動的狹隘觀點己完全被沖破。
然而人們的認識仍在繼續發展。到20世紀中期以後,人們又逐漸認識到真空並非是絕對的空,那裡存在著不斷的漲落過程(虛粒子的產生以及隨後的湮沒)這種真空漲落是相互作用著的場的一種量子效應。今天,理論物理學家進一步發現,真空具有更復雜的性質。真空態代表場的基態,它是簡並的,實際的真空是這些簡並態中的某一特定狀態。目前粒子物理中所觀察到的許多對稱性的破壞是真空的這種特殊「取向」所引起的。在這種觀點上建立的弱相互作用和電磁相互作用的電弱統一 理論己獲得很大的成功。
這樣看來,機械以太雖然死亡了,但以太的某些精神(不存在超距作用,不存在絕對空虛意義上的真空)仍然活著,並具有旺盛的生命力。
總之,以太論從14世紀誕生後,經過了三個世紀的發展壯大、衰落、到17世紀的滅亡,到18世紀的復甦、再發展、再壯大、再衰落,至直19世紀初的徹底失敗的歷史進程,乃至當今21世紀初的可能的、甚至是必然的重新復活。可見,以太的發展道路,是人類科技道路上的曲曲折折的進步歷程。是人類對大自然認識水平提高與完善的光輝歷程。因此,以太論的復甦,是人類認識自然大千世界的新的希望與新的曙光。
19世紀末,在光的電磁理論的發展過程中,有人認為宇宙間充滿一種叫做「以太」的介質,光是靠以太來傳播的,而且把這種「以太」選作絕對靜止的參考系,凡是相對於這個絕對參考系的運動叫做絕對運動,以區別於對其他參考系的相對運動。經典電磁理論只有在相對於以太為靜止的慣性系中才能成立。根據這個觀點,當時物理學家設計了各種實驗去尋找以太參考系。其中,1887年,邁克耳孫(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)的實驗特別有名。根據他們的設想,如果存在以太,而且以太又完全不為地球運動所帶動,那麼,地球對於以太的運動速度就是地球的絕對速度。利用地球的絕對運動的速度和光速在方向上的不同,應該在所設計的邁克耳孫干涉儀實驗中得到某種預期的結果,從而求得地球相對於以太的絕對速度。
邁克耳孫和莫雷在不同地理條件、不同季節條件下多次進行實驗,卻始終看不到干涉條紋的移動。出乎意料的是原本為驗證以太參考系而進行的實驗,卻無意中提出了否定以太參考系的證據,並被整個物理學領域接受而至今。狹義相對論正是在這種條件下破土而出的。
可是,由於光具有波粒二相性,是一個個非常非常微小的能量個體,不僅僅是直線傳播(運行),而是具有波動特性的螺旋運動軌跡。盡管光波是電磁波的一種類型,但是,光波並不像大多數電磁波一樣做球形擴張式傳播。因此,光粒子不是靠以太來傳播的,它猶如出鏜的子彈,單方向直線(螺旋線)運行,只需啟動能量,不需介質的傳播,更不能簡單地等同於聲波的機械能量在其介質中的連續的球形擴張式傳遞。同時,把「以太」選作絕對靜止的參考系,是一種主觀片面性。因為,以太憑什麼要絕對靜止呢?如果「以太」不是絕對靜止的物質體系,而恰恰是一個與星系的運動相關的,或者是同步的、廣密的物質體系,那麼,19世紀末之前,人們卻正好把「以太」作為絕對靜止的參考系來看待,因此則必然導致錯誤的結論和錯誤的理論體系!如果分布在地球表面的以太,是與地球運行速度(公轉與自轉)既同向又同步的話,如同「論統一場」所描述的那樣。那麼,1887年,邁克耳孫(A.A.Michelson)和莫雷(E.W.Morley)所做的證明以太存在的光干涉實驗,事實上應該是充分地證明了以太肯定存在的科學結論。也即,實驗肯定無誤,是「以太絕對靜止」這個假定的前提有誤,因而導致了歷史性的、截然不同的科學結論!!!
顯而易見,邁克耳孫和莫雷的為驗證以太參考系而進行的光干涉實驗,因為其假定的前提條件的不完全充分性,因此不能作為否定以太參考系的證據,哪怕是已經被世界物理學界、科技界認可了一百多年。由此可見,否定以太的實驗結論是一個歷史的失誤或錯覺。
進一步地,當以太確實存在,而且不是絕對靜止不動的以太,那麼,僅僅建立在坐標變換條件下的愛因斯坦相對論,則自然只是數學上的變換而已,並不一定具有確切的物理意義。況且,相對論並沒有從具體的物理意義上破譯引力場這種特殊物質的物質性質和具體的引力傳遞與作用機制,僅僅只是一種數學上的描述而已。一個不能直接揭示其物理意義和物質本質的數學描述形式,盡管是所謂的十分精確,但是,它顯然在對物質本質的深刻認識與系統全面地破譯方面,仍然存在一定差距,甚至是相當的差距。因此,愛因斯坦自己也非常追求理論上的簡潔性,並對統一場理論持續了幾十年的探尋不已,且直至終生。當他對統一場無能為力之際,也極大地寄希望於後來人。
㈧ 工程光學的清華大學出版社
書名:普通高等教育十五國家級規劃教材--工程光學
出版社:清華大學出版社
定價:48
條形碼:9787302127222
ISBN:ISBN 7-302-12722-0
作者:田芊 廖延彪 孫利群
印刷日期:2006-5-1
出版日期:2006-5-1
精裝平裝_開本_頁數:平裝16開,537頁
中圖法:
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中圖法二級分類:
書號:
簡介:本書以工程光學為體系,從光學技術的角度,介紹了光學的一些基本概念、原理、方法及其應用。
本書共分10章,介紹了光波的基本性質和幾何光學、物理光學、現代光學的有關內容。其中,幾何光學的內容有光的成像技術、光學像的記錄和顯示技術、光學測量技術;物理光學的內容有光的干涉技術、光的衍射技術、光的偏振技術、光的調制技術;現代光學的內容有激光技術、光波導技術。
本書可作為機械類非光學專業的本科生教材或教學參考書,亦可供有關工程技術人員參考。
前 言
我國的光學專業,有的設置在機械工程院系,有的設置在電子工程院系,有的設置在物理學院系,因此,有關光學的教材版本很多。本《工程光學》主要是為了機械類非光學專業的學生進一步學習光學的有關知識而編寫的。
大部分為本科生編寫的光學教材,包括了幾何光學和物理光學兩部分內容。本《工程光學》同樣也主要以這兩部分內容為主,但考慮到機械類非光學專業學生的課程體制設置中有關光學的課程較少,為了使這些學生對光學有更全面的了解,本教材中也包括了現代光學的許多內容。這本《工程光學》是為了給這部分學生在學習這門課程時提供一本教材或教學參考書,同時也希望能夠成為其他有關工程技術人員的學習參考書。
考慮到本教材主要是面向機械類非光學專業的學生,因此除介紹光學的有關最基本的理論之外,更多的是側重於光學理論的應用,即從光學技術的角度來進行講述,而這也是本教材之所以稱為《工程光學》的原因。這樣的考慮,也許會導致對光學理論的介紹較為膚淺,影響學生對光學科學的深入理解,但卻能夠避免學生在學習物理基礎課後再學習光學的重復與枯燥,讓學生們能夠感到光學的實用性,認識到學習光學大有益處。
對於機械類非光學專業的學生,應該學習和掌握一些光學技術、電子技術,這樣可以使這些學生的知識更為全面,以便更好地面對今後實際工作的要求和挑戰。我們從20世紀90年代開始,在清華大學精密儀器與機械學系給機械製造專業的學生開設了工程光學課程,基於以上這些考慮,我們對該課程的內容和講授安排進行了探索。授課10多年以來,從一些學生學習時的反應和畢業生的反饋情況來看,我們的考慮和探索基本是正確的,但還需要完善。
由於本教材的目的是對光學這一學科所包含內容的全貌有一個介紹,因此所選編的內容及篇幅較多一些。在利用本教材講授工程光學課程時,可以根據教學計劃和課時安排選擇其中的部分內容,有些內容可以不講而作為擴大知識面自學。
本教材由清華大學田芊、廖延彪、孫利群共同編寫。廖延彪編寫第1,5,6章和第7章部分內容以及第10章,孫利群編寫第2,3,8章,田芊編寫緒論、第4,9章和第7章部分內容以及附錄,最後由田芊對本教材的完成進行定稿。在本教材編寫時,我們參考了許多同類教材,學習和借鑒了這些教材的內容和方法,獲益匪淺,在此深表謝意。在編寫過程中,許多人提出了寶貴意見,為本教材的繪圖和校對出版工作付出了辛勞,在此一並致謝。本教材一定有不足之處,懇請給予批評指正。
編者
2006年2月
目錄:緒論1
0.1光學是一門重要而有用的科學與技術1
0.2光學一直在發展中並會有更大的發展2
0.3工程光學是著重於應用的科學與技術5
0.4工程光學的學習與課程安排6
第1章光波的基本特性8
1.1光的波動理論8
1.1.1光波與電磁波8
1.1.2平面波,球面波,柱面波10
1.1.3諧波12
1.1.4高斯光束15
1.2平面光波在各向同性介質分界面上的反射和折射17
1.2.1反射定律和折射定律17
1.2.2菲涅耳公式19
1.2.3反射率和透射率21
1.2.4反射和折射時的偏振25
1.2.5反射和折射時的相位26
1.2.6全反射27
1.3光波在金屬表面上的反射和折射30
習題33
第2章光的成像技術35
2.1幾何光學原理35
2.1.1實驗三定律35
2.1.2全反射37
2.1.3費馬原理38
2.2光學成像41
2.2.1基本概念與符號規則41
2.2.2單一球面成像42
2.2.3薄透鏡成像45
2.2.4組合透鏡成像51
2.2.5光闌55
2.3光學設計基礎59
2.3.1光線的光路計算59
2.3.2像差理論66
2.4光學材料71
2.4.1光學玻璃71
2.4.2光學晶體78
2.4.3光學塑料81
2.5光度學基礎84
2.5.1光度學量及其單位84
2.5.2光傳播過程中光學量的變化規律88
2.5.3成像系統像面的照度92
習 題96
第3章光學像的記錄和顯示技術100
3.1眼睛和助視儀器100
3.1.1眼睛及其光學系統100
3.1.2放大鏡和顯微鏡107
3.1.3望遠鏡的工作原理110
3.2光學成像器件114
3.2.1感光底片114
3.2.2電荷耦合器件116
3.2.3互補金屬氧化物半導體123
3.3光學攝像系統127
3.3.1攝影物鏡的光學特性128
3.3.2攝影物鏡的基本類型131
3.3.3取景系統和調焦系統132
3.3.4電視攝像系統136
3.4光學顯示系統139
3.4.1光學投影系統139
3.4.2光電顯示系統145
習 題153
第4章光的干涉技術156
4.1產生光波干涉的條件156
4.1.1光波產生干涉現象的分析157
4.1.2產生光波干涉的必要條件158
4.1.3產生光波干涉的補充條件159
4.2分波面雙光束干涉160
4.2.1雙縫分波面雙光束干涉160
4.2.2分波面雙光束干涉的其他實驗裝置163
4.2.3干涉條紋清晰程度的影響因素165
4.3分振幅雙光束干涉170
4.3.1平板分振幅干涉170
4.3.2等傾干涉171
4.3.3等厚干涉175
4.4雙光束干涉儀181
4.4.1邁克爾遜干涉儀182
4.4.2斐索干涉儀186
4.4.3馬赫?曾德爾干涉儀188
4.4.4賽格納克干涉儀188
4.5多光束干涉192
4.5.1多束光干涉的光強分布192
4.5.2多光束干涉儀198
4.5.3多光束干涉的應用202
4.6薄膜光學簡介204
4.6.1單層光學膜205
4.6.2多層光學膜208
4.6.3光學薄膜的制備及其應用213
習 題216
第5章光的衍射技術220
5.1衍射的基本理論220
5.1.1惠更斯?菲涅耳原理220
5.1.2夫琅禾費衍射和菲涅耳衍射224
5.2夫琅禾費單縫衍射226
5.2.1衍射光強的計算226
5.2.2對衍射光強分布公式的分析228
5.3夫琅禾費圓孔衍射229
5.4巴比涅原理233
5.5夫琅禾費多縫衍射234
5.5.1雙縫的干涉和衍射234
5.5.2多縫的干涉和衍射237
5.6菲涅耳衍射241
5.6.1圓孔衍射和圓屏衍射241
5.6.2直邊衍射244
5.6.3波帶片 245
5.7衍射光柵248
5.7.1平面衍射光柵248
5.7.2閃耀光柵252
5.7.3光譜儀255
5.8全息技術257
5.8.1全息原理和全息圖種類257
5.8.2全息技術應用舉例261
5.9傅里葉光學263
5.9.1概述263
5.9.2薄透鏡的傅里葉變換性質264
5.9.3光學傅里葉變換266
5.9.4光信息處理及其應用268
5.10二元光學269
5.10.1概述269
5.10.2二元光學的特點271
5.10.3二元光學器件的製作271
5.10.4二元光學的應用272
5.11近場光學275
5.11.1概述275
5.11.2近場光學原理275
5.11.3近場光學應用舉例276
習 題278
第6章光的偏振技術281
6.1光的偏振特性281
6.1.1光的橫波性281
6.1.2光波的偏振態283
6.1.3偏振光的表示方法286
6.2平面光波在晶體中的傳播特性290
6.2.1晶體的介電張量290
6.2.2各向異性晶體中的單色平面光波292
6.2.3平面光波在晶體中的傳播--解析法293
6.2.4平面光波在晶體中的傳播--圖解法296
6.3平面光波在晶體表面上的反射和折射301
6.3.1光波在晶體表面上的反射定律和折射定律301
6.3.2單軸晶體中的光路303
6.4偏振器件304
6.4.1概述304
6.4.2反射型偏振器304
6.4.3雙折射型偏振器305
6.4.4二向色型偏振器307
6.4.5波片和補償器308
6.4.6退偏器312
6.5通過光學元件後光強的計算313
6.5.1概述313
6.5.2用瓊斯矢量計算313
6.5.3用斯托克斯矢量計算313
6.5.4用邦加球表示314
6.6偏振光的干涉315
6.6.1概述315
6.6.2平行光的偏振光干涉316
6.6.3會聚光的偏振光干涉318
6.7晶體的旋光性321
6.8偏振光儀器322
6.8.1旋光儀322
6.8.2橢偏儀323
習 題325
第7章光調制技術327
7.1非線性光學簡介327
7.1.1概述327
7.1.2介質的非線性特性328
7.1.3非線性效應產生和頻329
7.1.4非線性效應產生二次諧波332
7.1.5非線性效應產生差頻332
7.1.6光纖中的非線性特性333
7.1.7受激非彈性散射334
7.2光的調制335
7.2.1幅度調制和光強調制335
7.2.2頻率調制和相位調制337
7.2.3脈沖調制338
7.3電光調制339
7.3.1線性電光效應339
7.3.2晶體的線性電光系數341
7.3.3KDP晶體的線性電光效應343
7.3.4電光調制器件347
7.4磁光調制349
7.4.1磁致旋光效應349
7.4.2晶體的法拉第效應350
7.5聲光調制352
7.5.1彈光效應352
7.5.2聲光衍射353
習 題356
第8章光學測量技術357
8.1光學測量的基本裝置357
8.1.1光具座及其基本部件357
8.1.2精密測角儀364
8.2光學玻璃的測量367
8.2.1光學玻璃折射率與色散的測量367
8.2.2光學玻璃的雙折射測量371
8.2.3有色光學玻璃光譜特性的測量375
8.3光學零件的測量377
8.3.1光學零件面形偏差的測量377
8.3.2球面曲率半徑的測量381
8.3.3平面光學零件光學不平行度的測量384
8.3.4焦距和頂焦距的測量389
8.4典型光學系統特性參數測量392
8.4.1顯微系統特性參數檢測392
8.4.2望遠系統光學特性參數檢測395
8.4.3照相物鏡光學特性參數檢測402
習 題410
第9章激光技術413
9.1激光的產生與特性413
9.1.1激光的產生413
9.1.2激光的特性414
9.2光的量子性與波粒二象性415
9.2.1光電效應與光量子(光子學)415
9.2.2光的波粒二象性417
9.2.3原子的能級分布417
9.3激光原理419
9.3.1原子的躍遷419
9.3.2激光器的構成423
9.3.3光學諧振腔426
9.3.4激光的模式430
9.4激光器433
9.4.1氣體激光器433
9.4.2固體激光器440
9.4.3半導體激光器443
9.5激光技術451
9.5.1激光準直技術451
9.5.2激光測距技術453
9.5.3激光調制技術458
9.5.4激光穩頻技術460
9.5.5激光脈沖技術466
9.5.6激光存儲技術471
習 題475
第10章光波導技術 476
10.1概述476
10.1.1光波導476
10.1.2光導纖維477
10.2平面光波導的傳輸特性480
10.2.1平板光波導的結構480
10.2.2平板波導的模式480
10.2.3光波導損耗481
10.3光波導器件482
10.3.1光波導調制器482
10.3.2電光調制器483
10.3.3聲光調制器484
10.3.4周期波導和反射濾波器485
10.3.5光波導偏振器486
10.3.6波導激光器486
10.4光波導耦合487
10.4.1光波導透鏡488
10.4.2光波導反射鏡和棱鏡489
10.5集成光學系統舉例489
10.5.1射頻頻譜分析儀490
10.5.2微型光波導陀螺儀491
10.6光纖的特性492
10.6.1均勻折射率光纖的光線理論492
10.6.2光纖的損耗493
10.6.3光纖的色散494
10.6.4光纖的偏振494
10.7特種光纖495
10.7.1變折射率光纖495
10.7.2紅外光纖500
10.7.3塑料光纖501
10.8光纖器件501
10.8.1光纖連接器和耦合器502
10.8.2光纖波分/波合器502
10.8.3光纖偏振控制器503
10.8.4光纖濾波器503
10.8.5光纖光柵505
10.8.6光纖放大器和激光器505
10.9光纖感測器506
10.9.1概述506
10.9.2振幅調制感測型光纖感測器507
10.9.3相位調制感測型光纖感測器508
10.9.4偏振調制型光纖感測器512
10.9.5波長調制型光纖檢測系統512
10.9.6傳光型光纖檢測系統513
附錄A張量的基本知識515
附錄B矢量分析與場論520
附錄C電磁場理論的基本方程525
參考文獻535
㈨ 急啊,論文摘要翻譯
題目翻譯如下
Admeasurement that the line polarized light incident angle leads with reflectivity relation and refraction。
內容翻譯如下
The medium refraction rates are determined generally from the experiment , are have various measurement method. The main body of a book formula sets off from Feinieer , dece out the relational expression that isotropy transparent medium line polarized light reflectivity and refraction lead , bring forward the new method that the refraction making use of the reflectivity curve to determine medium's leads. Reflectivity changes a curve by the fact that the experiment determines line polarized light p component and s component with the incident angle, index of refraction reaching medium then. The sample refraction indicating , measuring out leads result and theory value approaches each other, the what be adopted experiment admeasurement scheme is feasible.
文章有些長、、望認真看完、、標准人工翻譯、、希望可以幫助你、、
㈩ 物理光學的電子工業出版社圖書信息
書名:物理光學
作者:梁銓廷
出版社:電子工業出版社
出版時間:2012-12-1
ISBN:9787121188671 緒論
第1章光的電磁理論
1.1光的電磁波性質
1.2平面電磁波
1.2.1波動方程的平面波解
1.2.2平面簡諧波
1.2.3一般坐標系下的波函數
1.2.4復數形式的波函數
1.2.5平面簡諧波的復振幅
1.2.6平面電磁波的性質
1.3球面波和柱面波
1.3.1球面波的波函數
1.3.2球面波的復振幅
1.3.3柱面波的波函數
1.4光源和光的輻射
1.4.1光源
1.4.2光輻射的經典模型
1.4.3輻射能
1.4.4對實際光波的認識
1.5電磁場的邊值關系
1.6光在兩介質分界面上的反射和折射
1.6.1反射定律和折射定律
1.6.2菲涅耳公式
1.6.3菲涅耳公式的討論
1.6.4反射率和透射率
1.6.5反射和折射產生的偏振
1.7全反射
1.7.1反射系數和位相變化
1.7.2隱失波
1.7.3隱失波應用舉例
1.8光波在金屬表面的透射和反射
1.8.1金屬中的透射波
1.8.2金屬表面的反射
1.9光的吸收、色散和散射
1.9.1光的吸收
1.9.2光的色散
1.9.3光的散射
習題
第2章光波的疊加與分析
2.1兩個頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加
2.1.1代數加法
2.1.2復數方法
2.1.3相幅矢量加法
2.2駐波
2.2.1駐波的形成
2.2.2駐波實驗
2.3兩個頻率相同、振動方向互相垂直的光波的疊加
2.3.1橢圓偏振光
2.3.2幾種特殊情況
2.3.3左旋和右旋
2.3.4橢圓偏振光的強度
2.3.5利用全反射產生橢圓和圓偏振光
2.4不同頻率的兩個單色光波的疊加
2.4.1光拍
2.4.2群速度和相速度
2.5光波的分析
2.5.1周期性波的分析
2.5.2非周期性波的分析
習題
第3章光的干涉和干涉儀
3.1實際光波的干涉及實現方法
3.1.1相干條件
3.1.2光波分離方法
3.2楊氏干涉實驗
3.2.1干涉圖樣的計算
3.2.2等光程差面與干涉條紋形狀
3.3分波前干涉的其他實驗裝置
3.4條紋的對比度
3.4.1光源大小的影響
3.4.2光源非單色性的影響
3.4.3兩相干光波振幅比的影響
3.5相乾性理論
3.5.1互相干函數和復相干度
3.5.2時間相干度
3.5.3空間相干度
3.6平行平板產生的干涉
3.6.1條紋的定域
3.6.2等傾條紋
3.6.3圓形等傾條紋
3.6.4透射光條紋
3.7楔形平板產生的干涉
3.7.1定域面的位置及定域深度
3.7.2楔形平板產生的等厚條紋
3.7.3等厚條紋的應用
3.8用牛頓環測量透鏡的曲率半徑
3.8.1測量原理及精確度
3.8.2檢驗光學零件表面質量
3.9平面干涉儀
3.10邁克耳孫干涉儀
3.11泰曼干涉儀和傅里葉變換光譜儀
3.11.1泰曼干涉儀
3.11.2傅里葉變換光譜儀
3.12馬赫-澤德干涉儀
習題
第4章多光束干涉與光學薄膜
4.1平行平板的多光束干涉
4.1.1干涉場的強度公式
4.1.2多光束干涉圖樣的特點
4.1.3干涉條紋的銳度
4.2法布里-珀羅干涉儀和陸末-蓋爾克板
4.2.1法布里-珀羅干涉儀
4.2.2F.P干涉儀的應用
4.2.3陸末-蓋爾克板
4.3多光束干涉原理在薄膜理論中的應用
4.3.1單層膜
4.3.2雙層膜和多層膜
4.3.3干涉濾光片
4.4薄膜系統光學特性的矩陣計算方法
4.4.1薄膜的特徵矩陣
4.4.2膜系反射率的計算
4.5薄膜波導
4.5.1薄膜波導的傳播模式
4.5.2薄膜波導中的場分布
4.5.3薄膜波導的光耦合
習題
第5章光的衍射
5.1惠更斯-菲涅耳原理
5.2基爾霍夫衍射理論
5.2.1亥姆霍茲-基爾霍夫積分定理
5.2.2菲涅耳-基爾霍夫衍射公式
5.2.3巴俾涅原理
5.3菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射
5.3.1兩類衍射現象的特點
5.3.2兩類衍射的近似計算公式
5.4矩孔和單縫的夫琅禾費衍射
5.4.1夫琅禾費衍射裝置
5.4.2夫琅禾費衍射公式的意義
5.4.3矩孔衍射
5.4.4單縫衍射
5.5圓孔的夫琅禾費衍射
5.5.1強度公式
5.5.2衍射圖樣分析
5.6光學成像系統的衍射和分辨本領
5.6.1成像系統的衍射現象
5.6.2在像面觀察的夫琅禾費衍射
5.6.3成像系統的分辨本領
5.6.4棱鏡光譜儀的色分辨本領
5.7雙縫夫琅禾費衍射
5.7.1雙縫衍射強度分布
5.7.2瑞利干涉儀
5.8多縫夫琅禾費衍射
5.8.1強度分布公式
5.8.2多縫衍射圖樣
5.9衍射光柵
5.9.1光柵的分光性能
5.9.2閃耀光柵
5.9.3邁克耳孫階梯光柵
5.9.4凹面光柵
5.9.5正弦(振幅)光柵
5.9.6三維光柵
5.10圓孔和圓屏的菲涅耳衍射
5.10.1菲涅耳衍射
5.10.2菲涅耳波帶法
5.10.3圓孔衍射圖樣
5.10.4圓屏的菲涅耳衍射
5.10.5菲涅耳波帶片
5.11直邊的菲涅耳衍射
5.11.1菲涅耳積分及其圖解
5.11.2半平面屏的菲涅耳衍射
5.11.3單縫菲涅耳衍射
5.11.4矩孔菲涅耳衍射
5.12全息照相
5.12.1什麼是全息照相
5.12.2全息照相原理
5.12.3全息照相的特點和要求
5.12.4全息照相應用舉例習題
第6章傅里葉光學
6.1平面波的復振幅及空間頻率
6.1.1平面波沿傳播方向的復振幅分布
6.1.2平面波在一個平面上的復振幅分布
6.2單色波場中復雜的復振幅分布及其分解
6.2.1單色波場中復雜的復振幅分布
6.2.2透鏡的透射系數
6.2.3復雜復振幅分布的分解
6.3衍射現象的傅里葉分析方法
6.3.1夫琅禾費近似下衍射場與孔徑場的變換關系
6.3.2夫琅禾費衍射的計算實例
6.3.3菲涅耳衍射的傅里葉變換表達式
6.4透鏡的傅里葉變換性質和成像性質
6.4.1傅里葉變換性質
6.4.2透鏡的成像性質
6.5相干成像系統分析及相干傳遞函數
6.5.1成像系統的普遍模型
6.5.2成像系統的線性和空間不變性
6.5.3擴展物體的成像
6.5.4相干傳遞函數(CTF)
6.6非相干成像系統分析及光學傳遞函數
6.6.1非相干係統的成像
6.6.2光學傳遞函數(OTF)
6.6.3OTF與CTF的關系
6.6.4衍射受限系統的OTF
6.6.5有像差系統的傳遞函數
6.7阿貝成像理論和阿貝-波特實驗
6.7.1阿貝成像理論
6.7.2阿貝-波特實驗
6.8相干光學信息處理
6.8.1相干光學處理系統
6.8.2處理舉例
6.9非相干光學信息處理
習題
第7章光的偏振與晶體光學基礎
7.1偏振光和自然光
7.1.1偏振光和自然光的特點
7.1.2從自然光獲得線偏振光的方法
7.1.3馬呂斯定律和消光比
7.2晶體的雙折射
7.3雙折射的電磁理論
7.3.1晶體的各向異性及介電張量
7.3.2單色平面波在晶體中的傳播
7.4晶體光學性質的圖形表示
7.4.1折射率橢球
7.4.2波矢面
7.4.3法線面
7.4.4光線面
7.5光波在晶體表面的反射和折射
7.5.1波法線方向的確定
7.5.2直接得到光線方向的惠更斯作圖法
7.5.3雙反射現象
7.6晶體光學器件
7.6.1偏振棱鏡
7.6.2波片
7.6.3補償器
7.7偏振光和偏振器件的矩陣表示
7.7.1偏振光的矩陣表示
7.7.2正交偏振
7.7.3偏振器件的矩陣表示
7.7.4瓊斯矩陣的本徵矢量
7.8偏振光的干涉
7.8.1偏振光干涉原理
7.8.2會聚偏振光的干涉
7.9旋光性
7.9.1旋光測量裝置及旋光規律
7.9.2旋光現象的解釋
7.9.3科紐棱鏡
7.9.4磁致旋光效應
7.10晶體、液體和液晶的電光效應
7.10.1克爾效應
7.10.2泡克耳斯效應
7.10.3液晶的電光效應
7.10.4電光效應的應用
7.11光測彈性效應和玻璃內應力測定
7.11.1光測彈性效應
7.11.2玻璃內應力的測定
7.12晶體的非線性光學效應
7.12.1倍頻效應
7.12.2混頻效應
7.12.3光折變效應
7.12.4位相共軛光波的產生
7.12.5光學雙穩態
習題
附錄A場論的一些主要公式
附錄B傅里葉級數、傅里葉積分和
傅里葉變換
附錄C卷積和相關
附錄Dδ函數
附錄E貝塞爾函數
附錄F矩陣
漢英名詞索引
習題答案
參考文獻