光学概念

 能流密度，是指单位时间内通过与波的传播方向垂直的单位面积的能量，也即通过单位面积

的功率。

 光强度是平均能流密度，用 I 来表示。

 在波场中相位相同的点所组成的曲面成为波阵面或波面。平面波的波面为平面。

 单色球面波：从点光源发出的光在各向同性的均匀介质中传播时，其波面是以点光源为中心

的球面，具有球对称性。

 单色柱面波：柱面波是一个无限长的线光源发出的光波，它的波面具有柱面的形状。

 波的独立性：从几个振源发出的波相遇于同一区域时，各自保持自己的特性（频率、振幅和

振动方向等），按照自己原来的传播方向继续传播前进，彼此不受影响。此即所谓的独立性原理。

 波的叠加性：两列波在相遇处的振动是按瞬时矢量叠加的，即某一时刻的合位移是各分位移

的矢量和。

 干涉：如果两波频率相同，在观察时间内波动不中断，而且在相遇处振动方向几乎沿着同一

直线，那么它们叠加后产生的合振动可能在有些地方加强，在有些地方减弱。这 一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。

 干涉图样：叠加区域内振动强度的非均匀分布就是干涉图样（干涉花样，干涉图）。  光程：介质折射率与光的几何路程之积 nrc 若两波向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置，满足如下条件 r1r2常量的轨迹是以S1和S2连线为回转对称轴的双叶旋转双曲面  t，称为相干时间。

 d'0 为要看见干涉条纹时扩展光源的最大线度，称为临界宽度，超过此宽度的扩展光源则无

r'干涉条纹。

dmax01 光场的空间相干性： d '0 ， 双孔或双缝间距超过此距离，则无干涉条纹出现。  薄膜干涉（等倾干涉、等厚干涉）：:扩展光源投射到厚度很薄且均匀的透明介质层表面，薄

膜上下表面的反射光或透射光的干涉。此与分波前的杨氏干涉不同，它是分振幅干涉。  当入射角一定时，则i2固定，薄膜厚度相同的点光程差相等，将形成同一级条纹，干涉条

纹的形状与厚度相同的点的轨迹相同，因此称为等厚干涉，形成的条纹称为等厚条纹。  等倾条纹：波长一定、倾角i 相同的入射光线，对应于同一级干涉条纹

 在角色散大处，不同级次的谱线就有可能重叠起来，这叫越级（或重级）现象

第二章

 光绕过障碍物的边缘偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象

叫光的衍射。

 惠更斯原理：任何时刻波面上每一点都可以作为次波的波源，各自发出球面次波；在其后任

何时刻，所有次波波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面。

 当光源或观察屏到衍射物的距离为有限远时，为近场衍射。当光源及观察屏到衍射物的距

离为无限远时，为远场衍射

 圆孔衍射中，圆屏几何影子的中心永远有光（泊松点）

 瑞利判据：一个点像衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点像的衍射图样的第一级暗环相重

合，就认为这两个物点恰好能被这一光学仪器所分辨。  衍射光栅：任何具有空间周期性的衍射屏。

 复色光入射，波长不同的同级谱线集合构成的一组谱线称为光栅光谱。

 闪耀光栅：将单缝衍射的中央最大的位置从没有色散的零级光谱转移到其他有色散的光谱级

上，将光能量集中在它上面

第三章

 费马原理: 光在指定的两点间传播，实际的光程总是一个极值。

 光学系统：由透镜、反射镜、棱镜及光阑等多种光学元件按一定次序组合成的整体。使单心

光束保持其单心性不变的光学系统叫理想光学系统。  单心光束：具有单个顶点的光束（同心光束）

① 发散光束：由一顶点发出的光束；② 汇聚光束：向一个顶点会聚的光束。  物点：入射到光学系统的单心光束 ① 实物点：发散的入射单心光束的顶点 ② 虚物点：会聚的入射单心光束延长线的顶点的顶点  像点：经光学系统出射后的单心光束的顶点

① 实像点：会聚的出射单心光束的顶点 ② 虚像点：发散的出射单心光束的顶点

1n2icsin 全反射：入射角大于临界角ic时，入射光不产生折射而全部被反射的现象

n 表面波/倏逝波：倏逝波通常是指由于全反射而在两种不同介质的分界面上产生的一种电磁1波，又叫消逝波，其幅值随与分界面相垂直的深度的增大而呈指数形式衰减。（沿Z轴传播，但在x方向按指数规律衰减）  像方焦点F’：与光轴上无穷远处物点对应的像点  像方焦距f’：与像方焦点对应的像距  像方焦平面：过F’点垂直于光轴的平面

n' 像方焦距: f'rn'n第四章

 放大本领：即像对眼的张角与物体直接对眼的张角之比。

 助视仪器：用以改善和扩展视觉的光学仪器。

 物镜和目镜同是凸透镜的望远镜叫做开普勒望远镜，成倒立的像；目镜是凹透镜的望远镜叫

做伽利略望远镜，成正立的像。  像差：偏离理想成像的现象。

 色差：有不正确色彩出现的像差（光源为复色光）。

 球差：亦称球面像差。轴上物点发出的光束，经光学系统以后，与光轴夹不同角度的光线交

光轴于不同位置，因此，在像面上形成一个圆形弥散斑，这就是球差

 有效光阑：在所有各光阑中，限制入射光束最起作用的光阑称为有效光阑，也称为孔径光阑。  入射光瞳(入瞳)是限制入射光束的有效孔径,是有效光阑对前方光学系统所成的像  出射光瞳(出瞳)是限制出射光束的有效孔径,有效光阑对后方光学系统所成的像  表征各种波长的平均相对灵敏度的函数就称为视见函数ν（λ），ν（λ）=△ε555/△ελ  光通量表示光源表面的客观辐射通量对人眼所引起的视觉强度，它正比于辐射通量和视觉函

数

dkmvdkd

 发光强度是表征光源在一定方向范围内发出的光通量的空间分布的物理量，在数值上等于点

光源在单位立体角中发出的光通量

 照度是表征受照面被照明程度的物理量，它可用落在受照物体单位面积上的光通量的数值来

量度

第五章

   

横波----振动方向垂直于传播方向；如水波。有偏振性 纵波----振动方向平行于传播方向；如声波。无偏振性

双折射：一束单色自然光垂直入射于晶体的表面,进入晶体后,变为两束光

实验中改变入射光的方向，发现在晶体中存在特殊方向，光在晶体中沿这个方向传播时不发生双折射，该特殊方向称为晶体的光轴

 晶体的主平面：单轴晶体中包含晶体光轴和一条给定光线的平面

 波晶片：从单轴晶体切出的平行平面薄片，光轴与表面平行。光垂直入射时，主截面为o-xz

第六章

 一般吸收：若物质对各种波长λ的光的吸收程度几乎相等，即吸收系数a与λ无关，则称为

一般吸收.

 选择吸收：若物质对某些波长的光的吸收特别强烈，则称为选择吸收

 光在介质中的传播速度（或介质的折射率）随其频率（或波长）而变化的现象，称为光的色

散现象。

   

addIIdx吸收系数：    a 朗伯定律： II0e比尔定律：（透明溶液中）I IeACl0瑞利散射：限度小于光的波长的微粒对入射光的散射现象（散射光中短波占优势）

正常色散：折射率n以及色散率dn/dλ的数值都随着波长的增加而单调下降，在波长很长时折射率趋于定值，这种色散称为正常色散

 反常色散：在介质对光有强烈吸收的波段内(吸收带)，折射率随波长的增加而减小，色散率

dn／dλ＞0，这与正常色散相反，故称反常色散。

第七章

 辐射：物体以电磁波（光波）的形式向外发射能量，称为辐射。

 物体在辐射的过程中，原子或分子的内部状态发生变化。这种由原子或分子内部运动能量转

变为辐射能的过程，称为发光。

 这种由热运动能量转变为辐射能的过程称为热辐射。

 单色辐出度即为单位面积单位波长范围内的辐射功率。单位：W/m3。  单色吸收比是波长和温度的函数，并与物体的性质有关。

 物体的单色辐出度和单色吸收比的比值与物体的性质无关，是波长和温度的普适函数。称为

基尔霍夫辐射定律

 有一类物体的表面不反光，它们能够在任何温度下吸收射来的一切电磁辐射，称为绝对黑体，

简称黑体。

 金属及其化合物在光波的照射下发射电子的现象称为光电效应，所发射的电子称为光电子。  对每一种材料都存在一个入射光频率，当入射光的频率小于ｆ０时，无论光强多大，照射时

间多长，都无光电子发射。频率ｆ０称为光电效应的截止频率或频率红限。  光压就是光子流产生的压强

 相速度：即相位速度，是严格单色波所特有的一种速度，在时间和空间延续上都是无穷无

尽的正弦／余弦波。  群速度：脉动的传播速度。８