第4章光学仪器、偏振、色散、现代光学.ppt

光 学 第四章 光学仪器的基本原理 本课内容： §4－1人眼 §4－2助视仪器的放大本领 §4－4显微镜的放大本领 §4－5望远镜的放大本领 光学仪器需要解决的矛盾： 放大本领 聚光本领 分辩本领 §4－1人的眼睛 一、人眼的结构： 人眼是一个精密的光学仪器 人眼与相机原理相似： 二、简化眼模型： 人眼简化成只有一个折射球面的光具组。 三、人眼的调节功能 远点：物体能够在视网膜上成清晰象的最 远点（∞） 近点：物体能够在视网膜上成清晰象的最 近点（幼7~8cm，中25cm，老1~2m）。 §4-2 助视仪器的放大本领 一、放大本领的概念： 光学仪器的放大本领： §4-4 显微镜的放大本领 物镜和目镜组成的复合光具组的焦距： §4-5 望远镜的放大本领 一、开普勒望远镜（折射望远镜） 二、伽利略望远镜 再见！多谢合作。 光 学 第四章 光学仪器的基本原理 本课内容： §4－8物镜的聚光本领 §4－13助视仪器的分辨本领 §4－14分光仪器的分辨本领 放大本领 聚光本领 分辩本领 §4－8物镜的聚光本领 物镜的聚光本领： ◎描述物镜聚集光通量能力的物理量。 ◎用象面的照度来量度。 再见！多谢合作。 第八章 现代光学简介（二）  ------ 全息光学 主要内容： 1、全息光学的基本原理 2、全息光学的实验技术 3、全息光学的实际应用 再见！多谢合作。 象光具有粒子性一样 ,实物粒子,如质子,中子, 电子等，也具有波动性.粒子的能量可表示为： 动量可表示为： 具有速度?的实物粒子的波长为： 叫做德布罗意波长. 这种波称为德布罗意波. 由于h很小，对宏观物体来说，其波动性很弱。如一块1克质量的石子以一米/秒的速度运动，波长仅6.6?10-31米，根本测不出。而对于微观粒子，由静止而被150伏高压加速的电子动能： 德布罗意因为提出物质波的假说荣获1929年的诺贝尔物理学奖。1927年德布罗意的物质波被戴维孙、革末以及汤姆孙所作的电子衍射实验所证实。 维恩公式和瑞利-金斯公式都是用经典物理学 的方法来研究热辐射所得的结果，都与实验结果不 符，明显地暴露了经典物理学的缺陷。黑体辐射实 验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。 为了解决上述困难，普朗克提出了一个著名的能量子假设。 普朗克的量子假说 普朗克公式 普朗克在能量子假说的基础上，利用内插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式衔接起来， 提出并确立了一个新的公式： 普朗克常数 ！ 这一公式称为普朗克公式。它与实验结果符合得好 ！ 参见上图。 普朗克公式还可以用频率表示为： 普朗克得到上述公式后意识到，如果仅仅是一个侥幸揣测出来的内插公式，其价值只能是有限的。必须寻找这个公式的理论根据。他经过深入研究后发现：必须使谐振子的能量取分立值，才能得到上述普朗克公式。 能量子假说： 1.辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。 2.这些谐振子的能量不能连续变化（象经典物理学所允许的可具有任意值）。只能取一些分立值，这些分立值是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：1ε, 2ε, 3ε, ... nε。n为正整数,称为量子数。 频率为ν的谐振子最小能量为： 能量 量子 经典 振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。在能量子假说基础上，普朗克由玻尔兹曼分布律和经典电动力学理论，得到黑体的单色辐出度，即普朗克公式。 能量子的概念是非常新奇的，它冲破了传统的概念，揭示了微观世界中一个重要规律，开创了物理学的一个全新领域。由于普朗克发现了能量子，对建立量子理论作出了卓越贡献，获1918年诺贝尔物理学奖。 光电效应 当波长较短的可见光或紫外光照射到某些金属表面上时,金属中的电子就会从光中吸取能量而从金属表面逸出的现象。 1. 光电效应的实验规律 入射光线 O O O O O O V G A K B O O 光电效应实验装置 金属板释放的电子称为光电子,光电子在电场作用下在回路中形成光电流。 §7- 4 光电效应 爱因斯坦光量子理论 结论1： 单位时间内，受光照的金属板释放出来的光电子数和入射光的强度成正比。 (1)饱和电流 实验表明： 在一定强度的单色光照射下,光电流随加速电势差的增加而增大,但当加速电势差增加到一定量值时,光电流达饱和值 ，如果再增加光的强度， 相应的 也增大。 光强较弱 光强较强 光电效应的伏安特性曲线 （2）遏止电势差 如果使负的