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5.费马原理Fermat'
sPrinciple:
Itistheprinciplethatthepathtakenbetweentwopointsbyarayoflightisthepaththatcanbetraversedintheleasttime.
6.伯努利原理Bernoulliprinciple:
Foraninviscidflowofanonconductivefluid,anincreaseinthespeedofthefluidoccurssimultaneouslywithadecreaseinpressureoradecreaseinthefluid'
spotentialenergy.TheprincipleisnamedafterDanielBernoulliwhopublisheditinhisbookHydrodynamicin1738.
7.功能原理:
Theworkdonebyallforcesactingonaparticle(theworkoftheresultantforce)equalsthechangeinthekineticenergyoftheparticle.[8]
Thatis,thework
W
donebythe
resultantforce
ona
particle
equalsthechangeintheparticle'
skineticenergy
计算题
子弹撞木块:
动量守恒?
?
momentumconservation
波长求能量:
专业课
1.空间频率:
指每度视角内图象或刺激图形的亮暗作正弦调制的栅条周数,单位是周/度。
在每单位长度上,出现几个同样的几何结构。
如果同样的几何结构重复的距离为Λ,那空间频率就是Λ的倒数。
2.阿贝成像:
入射光经物平面发生夫琅和费衍射,在透镜焦面(频谱面)上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波在像面上相干叠加,形成像。
3.光与物质作用(爱因斯坦)
三个基本过程:
自发辐射:
上能级—下能级。
相干性方向性差;
受激辐射:
相干性方向性好;
受激吸收:
下能级—上能级。
吸收能量跃迁至激发态
4.激光的4能级理论模型
在外界激励下,基态E1的粒子大量地跃迁到E4,然后迅速转移到E3。
E3能级为亚稳态,寿命较长。
E2能级寿命较短,因而到达E2上的粒子会很快回到基态E1。
所以在E3和E2之间可能实现粒子数反转。
由于激光下能级不是基态,而是激发态E2,所以在室温下激光下能级的粒子数很少,因而E3和E2间的粒子数反转比三能级系统容易实现。
氦氖激光器、二氧化碳激光器、钕玻璃激光器以及YAG激光器都是四能级系统激光器。
5.复折射率:
全反射和金属反射时存在。
全反射是由于斯涅尔定理不适用于全反射时产生的复折射率,金属反射是麦克斯韦公式中电导率的存在导致出现复折射率
6.激光器基本结构:
谐振腔,工作物质,泵浦源
7.粒子数反转形成条件:
上能级迅速补充,使激光持续输出,必须不断地“泵浦”以补充高能级的粒子向下跃迁的消耗量。
下能级迅速排空。
8.空间滤波:
一种采用滤波处理的影像增强方法。
其理论基础是空间卷积和空间相关。
目的是改善影像质量,包括去除高频噪声与干扰,及影像边缘增强、线性增强以及去模糊等。
分为低通滤波(平滑化)、高通滤波(锐化)和带通滤波。
处理方法有计算机处理(数字滤波)和光学信息处理两种。
9.单缝衍射,双缝干涉以及多缝干涉的光强计算公式及其波形
利用菲涅尔公式解题,需要用到信息光学。
单缝:
双缝
多缝
波形:
单缝
10.影响激光横模损耗的因素及其共同特点。
谐振腔的横模方向的长度,以及衍射损耗。
11.谐振腔输出高相干度激光的原因。
时间相干好。
形成单横模激光的波长谱线宽度很小。
12.瑞利判据:
在成像光学系统中,分辨本领是衡量分开相邻两个物点的像的能力。
由于衍射,系统所成的像不再是理想的几何点像,而是有一定大小的光斑(爱里斑),当两个物点过于靠近,其像斑重叠在一起,就可能分辨不出是两个物点的像,即光学系统中存在着一个分辨极限,这个分辨极限通常采用瑞利提出的判据:
当一个爱里斑的中心与另一个爱里斑的第一级暗环重合时,刚好能分辨出是两个像。
13.纵模间隔计算,驻波计算。
而形成持续振荡的条件是,光在谐振腔中往返一周的光程差应是波长的整数倍,即
2μL=qλq
式中,μ是折射率,对气体μ≈1,L是腔长,q是正整数,每一个q对应纵向一种稳定的电磁场分布λq,叫一个纵模,q称作纵模序数。
纵模的频率为
;
纵模间隔:
14.正常色散与反常色散以及计算公式:
1936年科希研究了材料在可见光区的折射率,将色散曲线表示为
此式称为科希公式,式中的a、b、c表征材料的特征的常数。
我们把符合这一规律的色散称为正常色散,否则称为反常色散。
反常色散往往在材料的吸收区左右出现,在吸收区的长波边的折射率,比短波边的折射率要大,中间有明显的不连续
15.圆偏光的产生方法。
(1)用线偏振片再在后面加入一个光轴与前面偏振片的偏振方向垂直的1/4波片,即可形成圆偏振光;
(2)利用电光效应形成圆偏振光。
16.时间相干性与空间相干性:
波在空间不同区域可能具有不固定的相位差,只有在一定空间范围内的光波才有相对固定的位相差,使得只有一定空间内的光波才是相干的。
这种特性叫做波的空间相干性
时间相干性,与波传播时间差有关,由不确定的位相差导致的,只有传播时间差在一定范围内的波才具有相对固定的位相差从而相干的特性叫波的时间相干性。
区别:
时间相干性与波的带宽有关;
而空间相干性则与波源的有限尺寸有关。
本质上的区别是:
空间相干性源于拓展光源不同部分发光的独立性;
时间相关性源于发光过程在时间上的断续性
效果上的区别是:
空间相干性表现在光波场的横向,并集中于分波前干涉(杨氏干涉);
时间相干性表现在光波场的纵向,并集中于分振幅干涉(薄膜干涉)
17.巴比涅原理:
两个互补的衍射屏U(x,y)、UC(x,y)在与点光源共轭的平面上,除了点光源的几何像点外,两者有着相同的夫琅禾费衍射图样。
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