光分波前雙光束干涉實驗裝置

『伍』 在「用雙縫干涉測量光的波長」的實驗中（實驗裝置如圖甲所示，且實驗裝置已經完全調試好）（1）下列說法

①A、調節光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時，不需放單縫和雙縫．故A錯誤．
B、測量某條干涉亮紋位置時，應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊．故B正確．
C、n條亮紋之間有n-1個間距，相鄰條紋的間距△x=

『陸』 雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S後，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光

①O點距離雙縫的路程差為0，該點為明條紋，當用紅光或藍光照射時，產生紅光的亮條紋或藍光的亮條紋．故①正確，③錯誤；
②根據雙縫干涉條紋間距公式△x=

『柒』 圖4-3-5是雙縫干涉的實驗裝置,使用波長為600nm的橙色光照射,在光屏中心P點呈現亮

答案：B，因為雙縫干涉時，屏上點到兩縫光程差為半波長的奇數倍時為亮條紋，為半波長的偶數背時為暗條紋。開始用600nm的光照射時路程差為λ，當換為400nm光時，則為3/2λ，為半波長的奇數倍。

『捌』 菲涅爾雙棱鏡干涉

法國科學家菲涅耳（Augustin J.Fresnel）在1826年進行的雙棱鏡實驗，證明了光的干涉現象的存在，它不藉助光的衍射而形成分波面干涉，用毫米級的測量得到納米級的精度，其物理思想、實驗方法與測量技巧至今仍然值得我們學習。菲涅爾雙棱鏡由兩個折射角很小 的直角棱鏡組成，且兩個棱鏡的底邊連在一起，用它可實現分波前干涉。通過對其產生的干涉條紋間距等長度量（毫米量級）的測量，可推算出光波波長。

『玖』 光的雙縫干涉實驗是什麼，為什麼說這個實驗細思極恐

雙縫干涉實驗所顯示出來的結果是20世紀科學家集體遭遇的一次“靈異事件”，在這個簡單的實驗中微觀世界的基本本質，疊加態、不確定性、觀察者效應展現的淋漓盡致。

而這三個現象有是如此的燒腦、違反直覺、毀人三觀，所以我們常說雙縫干涉實驗的結果讓人覺得後背發涼，有那麼一點“恐怖”的感覺。

你想一下我們如何去觀察電子？是不是要向電子發射一定能量的光子，當光子在被反射回來時，我們才能知道電子的狀態。

沒有這種交互作用，也就沒有所謂的觀察！但是這個測量的過程就會導致電子的狀態被限制單一的狀態中，換句話說，當電子穿過狹縫時，我們強迫電子與光子發生相互作用，正是這個過程導致電子波函數的坍縮。

所以說觀察行為也是一種量子行為。跟人類的意識沒有任何關系。

『拾』 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