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5.3.1 Equal Thickness Fringe在线视频

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5.3.1 Equal Thickness Fringe课程教案、知识点、字幕

前面的话我们概述了薄膜干涉

也是双光束干涉

那么今天的话我们来讨论

第一个特殊的一个干涉类型图案

叫做

我们这是5-3-1

第一个的话是

我们称之为等厚的干涉图案

equal thickness

那么还是

这张图的话

这是薄膜的上下两个表面

中间的话折射率是n

那么一束光束入射

部分的光反射过来

那么还有一部分的光束的光是经过透射

再经过反射然后再出射

这样子两束

所以刚好的话用还是跟以前一样

用两个颜色来表示

红的话表示top reflection

红色表示top reflection

蓝色的话表示下面

所以

经过下面

那么我们说了

上节给出的那个公式

I在一个表面上的

光强的分布

我们称之为

equal thickness

但是这个表面上的强度的分布的话

我们知道实际上是I1+I2+2根号下I1I2cosΔφ

关键的话是它们的位相差

其中的话 I1和I2的话

都是等于

I1 I2的近似都是等于反射率的平方反射系数的平方

就是反射率乘上Is

这个东西的话我们称之为I0吧

在这个地方

给它一个标识

因此的话

我们最关键的话是要求出来这个位相的差

那么位相差是由什么决定的

我们知道

这个位相差

是由光程差来决定的

光是从这个地方出来经过两个不同的路径

在这个地方交在一起

那么它走的这个光程

是不一样的那么

我们说这个S0距离这个表面的话相对远一些

因此这两路光程的话可以看成是

从几何上来看的话

这两段是相等的

那么上表面的这个光的话

红色的话 我在这个点标一下

是这样子的一段

这一段的话我称之为L1

这个是在这一部分的话

红色的光多走了L1的这样一个光程

但是蓝色的光经过透射

下表面的反射

它走的这个光程的话是多了

这样子的一段

所以底下的这个三角形的这两边的话

这段的光程的话我称之为L2

所以在这一点的话

两束光光程的差那当然是L2-L1

但是光程的差的话还要转化成位相的话

它是

波矢量k0

因为我们已经用光程了

所以可以用真空中的波矢量L2-L1

这个就是光束1和光束2

它们之间的位相差

知道这个位相差在各个表面上各点的关系的话

那么这个光强分布在表面上各点是啥样子的话

我们就知道了

那也就是说干涉的图案我们也清楚了

所以关键来讲的话是分析这个光程差

而这个光程差的话

实际上是一个简单的一个几何的问题

比如在这一点的话

如果上下两个表面之间的

高度是H

因为这是一个薄膜

所以这一点的高度的话近似的话也是H

那么我们很容易的可以计算出来

L2和L1的大小

我们知道的话

那这个L2我就用H来表示

L2等于什么

L2的话等于

L2可以看成这两部分

一部分这个长度一部分这个长度

这段的高度是H

那么还有一个角度

而这个角度实际上就是它的透射角

这个角度我称之为θt

那这个就是θt

所以的话L2等于

因为它是光程它乘上n这边的n的话

我称之为n2

因为这是两个上下两个表面

这是n1

所以n2这是薄膜中折射率

那么两倍的H因为有两个度

所以H

而除上cosθt

这就是L2的长度

L1的话相对简单

L1的是这段的距离和这个角度的关系

给出来了L1

所以L1是等于这一段的长度

这一段的长度

用H来表示的话是可以给它看成

2H×tanθt

我求的的话是这段的长度

而且还要乘上这个的角度

我就可以得到这段的

然后sin

这段的角度是什么

这段的角度实际上就是这个入射角

这个角度就是这个入射角

这个入射角我们称之为θi

乘上sinθi

但是别忘了的话这是光程

所以在前面的话我要再乘上一个

这个地方我再给它乘上去n1

而n1sinθ 这个地方我再用n1sinθi和

透射过来Snell's law

所以这个n1sinθi可以换成n2sinθt

因此我可以把整个上面式子的话

来进行一下代换

我们会发现它就应该等于

把这个东西给它加进去

把这个东西加进去

这是一个很直接了当的一个计算

我们可以得到2k0Hcosθt

这个地方的话会有一个

在减了以后的话

会有一个

n2-n2sinθt的平方

把n2提出来以后

1-sinθt平方等于cosθt平方

所以这个关系式的话

2k0Hn2cosθt

这个式子是我们在讨论

双光束干涉之间两个光束之间的位相差或者光程差

会经常用到

也可以说另外一个完全跟这个等价的

ΔL这个光程差

ΔL的话等于2n2Hcosθt

光程差和位相差之间就差一个真空的一个波矢量

所以我们看到的话

各点的位相差实际上是由下面这几个参数决定的

一个是H

薄膜的厚度

还有一个是θt

透射过来的光的一个角度

通常在进行测量或者观测的时候

我们是固定其中一个改变另一个

在进行等厚干涉条纹的观测的时候

我们是把让这个入射角

或者叫出射的这个角

透射的这个角度θt给固定住

怎么样呢

我们就是让入射的光

这是

我们让因为这个角度的话我是夸大了

实际上这个角度的话

倾角比较小

我们让入射光的话

近似于正入射的这个角度

所以在这种情况下

我们让θi和θt

都是近似的为0度角

在这种情况下

我们因为这个角度接近于0了

所以cosθt的话就是1

因此在这种情况下

我的ΔL

光程差就是只由我的厚度而决定

而当然位相差

是这样的关系

而位相差决定了以后的话

强度也就只跟

所以强度是由位相差决定的

所以I

就只跟什么有关系了

就只跟这个H有关系了

因为这个薄膜的

比如材料的折射率是一定的

我采用的光是一定波长的

那么我的位相差在这个薄膜上表面的各点的位相差

就只决定于这个薄膜的厚度

所以这个东西的话

I只是由H

因此这也是它为什么称之为叫等厚干涉条纹

当厚度H相等的各点的时候

那么上下两个光束他们的位相差是固定的

是一样的

那么因此它的强度也是一样的

所以强度取决于这样的一个H

那我们推导出来了上下来两个表面的

光束之间的位相差

那么在我们固定入射角的时候

只取决于厚度

因此得到了一个等厚的干涉条纹

下面的话我们结合这个等厚的一个干涉条纹

告诉大家在应用中

它是如何去进行测量的

那么首先的话

我先把这个等厚的这个干涉条纹再画一下

我有一个薄膜

这有一个薄膜

我特意的把这个薄膜上表面特意的给画出来

这是一个楔形的一个薄膜

那么这个的话

各个点的话

我画的这个薄膜相对简单一点

这个东西的话高度的话

就成这样子的一个分布

那么因此在这种情况下

我们说光强只取决于厚度

那么在这个薄膜上面的话

它的光强分布的话

在这样子的一条的范围里头

这都是H=0的地方

比如说

那么H=0的地方的话

你可以看它的Δφ实际上是等于0的

但是不要忘了在这个地方的话有可能会引入

一个多余的一个位相

这个东西的话

我们还有一个叫半波损

叫half wavelength difference

特别是当我上下两个表面n1

这边也是n1 这边也是n1

那么必然会有半波损

这是我们在以前在第三章中会讲到过的

如果考虑到half wavelength difference的时候

那么我的△L话

还要再附加上一个

如果有半波损的话

还要再附加上一个半波

那么我的位相差的话

那也就意味着除了这个

还要再加上一个因为k0乘上这个东西

多出来一个π

所以如果有半波损的时候的话

这个地方的话原本应该是

位相一样的

但是附加上了一个π

变成了位相相反

所以这个地方变成了一个暗纹

如果没有半波损

这个地方是个亮纹

所以这个地方是明还是暗

取决于这个半波损

但是我们说这个半波损对于干涉图案的影响

并不太重要

因为它只是把原来明亮的地方变成暗的

或者把原来暗的地方变成明的

但整个的干涉图案的形式还是一样的

所以在这种情况下我是用

半波损的情况下

那么在厚度为0的地方

是条暗纹

这个暗纹的话我是用这个蓝笔来表示的

那么在另外一个厚度的话

这个地方又是一个暗纹

所以它的干涉条纹是这个样子的

在给一定厚度的时候

上下两个光束之间的位相差

正好为π

那么他们抵消

所以出现了一条条的暗纹

那当然中间的话是明纹

所以这个东西的话

我们称之为等厚的一个干涉条纹

就是这样的一个个条纹

它告诉你这个暗纹或者是亮纹所在的位置的话

它告诉你厚度的一个关系式

所以这个东西的话

只是很简单的一个干涉图案

那么在进行得到干涉图案并不是我们的最终的目的

我们的目的是要利用干涉

来进行一些精密的测量

所以在这个地方的话

我们要提到一个利用干涉进行测量的

一个最基本的一个原则

我们发现干涉的条纹的话

是由主要是由位相差而决定的

我也

我用一个简单的例子给大家画出来了

等厚干涉条纹是什么样子的

但是得到干涉条纹并不是我们

最重要的部分

最重要的部分是如何利用干涉条纹

或者利用干涉图案

特别是干涉图案干涉条纹的变化

来进行物理的测量

这是一切利用干涉进行精密测量的最基本的

最重要的部分

所以

那么下面我们来看

干涉条纹是由位相差来决定的

那么位相差又是由不同的物理

测量量在这个地方的话是由

厚度或者说它也可以跟折射率

也可以跟波长

那么在我们这个例子中

我把折射率跟波长给固定住

那么只有厚度可以改变

那么随着厚度的改变

那么位相差就改变了

如果我的位相差在这个里面

如果我的位相差改变

某种原因我可以改变这个厚度

我的位相差改变2π

那会发生什么情况

比如看这一点

它的位相差原本的话

位相差的话两个位相差 这是个暗纹

位相差为π

那么在这个时候的话

它是没有光的

但是如果我改变厚度

让这个地方的位相发生改变的话

当我位相差改变整整一个2π 的时候

那么你会发现这一点的光强的话

是从暗变到明又重新变回到暗

所以如果位相差变了2π的话

那么这个地方的光强当然很简单

它整个的话变了一个循环

变了一个cycle

我们所观察的话

在我们给的例子中

是从暗到明

因为我位相差得连续变化

然后又到暗

这样子整整的一个循环

所以知道位相差

知道强度的变化

反过来的话

如果我知道了强度的变化

我也就可推出来位相差的变化

而由位相差的变化

我也就可以推出来我这个物理参数的一个变化

所以如果我们

如果我这个Δφ变了N2π

N可以是个整数

当然也可以是个非整数

那么在这种时候的话

那我实际上的话

我这边的强度的

我能够看到的话

是我干涉的条纹

也是在改变

如果Δφ=N2π

我这一点的光强的变化是多少个cycle

是N个cycle

就变化了从明从暗到明再到暗

这样子的N次的这样一种变化

而我观察到的这个情况的话

是这个干涉的条纹

在我这个观测面上的话

我能够看到的

通过这一点我这个干涉条纹

好像是在这个地方

动的移动的

所以强度的话是变了Ncycle

那么干涉条纹的话

所谓这个变化Ncycle的话

就是这个地方的话

由暗变到明再变到暗

我们所看到的话

将是这个东西的话

最好是我们从后面的演示实验里看到的

我这个干涉条纹的话实际上

观测上是在移动的

所以我们可以看到这个fringens

有N条干涉条纹

我们来具体的来结合

这个等厚干涉条纹的一个例子

我们还是

这是侧面的我来画

刚才的那个等厚的一个干涉条纹

我们知道在这样的一个情况下

这个干涉的条纹的话是

就比如说

这个地方是一个干涉条纹的明或者是暗

要是我们知道这个hm因为两倍的nhm

要等于mλ0

这是m级的暗或者是明纹的位置

所以hm=mλ0/2n2

这个就是这一级暗纹或者明纹所处的厚度

这样子

那么下面的话我现在来讲

我来改变一下这个厚度

我来看干涉条纹或者强度是如何变化的

那么原本的话我是这个样子

这是我刚才画的这样子

这个地方是我的

hm

这就是上面这张图的完全的一个复制

下面来讲

我把这个厚度给改变一下

比如说我让下表面往下移

或者说我让上表面往上平移

那么我新的这个膜的话形成这样的一个

就我所画的这个

那么在这种情况下的话

这一点的厚度

就会发生了变化

那么这一点厚度所发生了变化

就是我前面说的

厚度如果发生变化

那么位相差就会发生变化

那么位相差发生变化

强度就发生变化

通过观察这一点强度的变化

我可以算出来这个地方的厚度的变化是多少

比如说这个地方的话

这段的厚度的变化

我叫Δh

实际上的话不通过这个计算

我简单的话就可以看出来

如果我把这个上表面往上推的时候的话

或者说让这个的上下两表面之间的间距变大

那么干涉条纹会出现一个什么情况

原来这个地方是m级的一个干涉条纹

所谓m级就是满足这样一个条件

是m级的明或者是亮纹

那么在新的一个薄膜下

m级的条纹跑到哪去了

位相差是由H来决定的

那么这个地方对于新的这个薄膜来讲

这是它的厚度是hm的地方

所以我原来的这个m级的干涉条纹

在新的这个薄膜下

就会跑到这个地方来了

那么当然

这个地方所对应的H的话

这个新的H是大于这个东西的

所以是更高阶的干涉条纹移动到这个地方来的

所以当我把这两个薄膜

之间的厚度增加的时候

我看到的情况的话

是干涉的条纹往

这个交接点这样子的一个移动

那反过来

如果我让两个薄膜之间的距离减小

我看到的话是干涉条纹

远离这个交接点移动

这个原因的话就是这样子的

我用这个图来表示

当然我给出来的是厚度增加的情况下

那么每当我Δh改变多少的时候

我正好有一个干涉条纹移动呢

换句话说我正好有位相差变化了2π

那很简单我这个Δh

每变化这么多的时候

那么位相差乘上k0以后

位相差就正好是Δh

那光程的话是n△h

那位相差的话

光程的变化就是乘上n以后

就是λ0/2

另外的话我是两倍

这个地方错了

两倍的n2Δh

所以

光程的变化正好是一个波长

那就是位相差正好是变化2π

那也就是说我有一个干涉条纹恰好移动过来

所以如果我在这个地方

放置一个探测器

比如说我这个地方的话

有一个光电探测器

我称之为就用这个符号来表示吧

那么我当这个地方的厚度

或者说距离发生变化的时候

我看到的这一点的光强

就会发生明暗交接的这样的一个变化

如果我画的这是探测器所观察到的强度

这边的话是H

在这一点H 发生了变化

如果比如说当△h=0的时候

没变化的时候

这个地方是个某一级的暗纹

那就没有光强

但随着这个距离的改变

这个地方的强度就会发生一个变化

由暗到明

那么再到暗

如果我看到的是这样的一个情况

那当然就知道

这个时候我的Δφ变化了2π

那我Δh变化了多少

我的Δh变化了λ/2

换句话说我如果观察到这个现象的话

我可以探测出来我的距离的改变发生了λ/2的变化

当然实际上这个距离Δh可以继续变

那么你会看到

我继续变的话是这个样子

比如说我变化了这么多

那我可以通过来

估算这个N比如说这大约是2

这是一个两个 N等于二点几

那么我可以计算出来

这个Δh到底有多少的一个变化

所以这个地方的话

Δh就算这个到底光强的话有多少次

这样子的cycle的一个变化

Δh等于n乘上总的这个Δh

Δh total

这个的Δh是刚好有一个cycle的变化

这个是总的距离的一个变化

N·2n2

那它的好处是什么

是因为结合我所用的波长λ0

你会发现

我能够测量到的这个距离的变化

或者说折射率的变化

等等的话

它的精度是由什么来决定的

是由波长有关系的

而波长是一个相对来讲比较小的量

几百纳米

那也就意味着我的距离的测量

至少可以到达几百纳米

实际上随着我强度测量的敏锐性增加

比如说我实际上我这个N

不需要经过一个cycle

我的强度变化一点点

我就能够观察到

那这个N的话

可以是一个fractional number

是一个分数

一个小的一个分数

那么我实际上我测量这个距离的话

可以比波长还要更小

所以这个地方的话我们利用干涉进行测量

一个例子

用等厚干涉条纹

所以我们等厚干涉条纹

就先讲到这一部分

这个演示实验的话

给大家演示的是薄膜的干涉实验

我们知道在一个薄膜上表面

可以形成所谓的等厚干涉条纹

这个装置这是光源

光源照在这样子的一个薄膜上

当然薄膜我现在没有制备出来

我一会会用肥皂水

在这个架子表面形成一层薄膜

那么从薄膜的上下表面的反射光

经过这个透镜会成像到我的演示板上

所以我们来看一下

上下表面薄膜形成的干涉现象

会出现等厚的干涉条纹

好现在是薄膜

当然的话请大家等一下

好了

在这个上面我们已经看到

干涉的条纹已经开始形成了

因为不同波长的光

它达到干涉的条件不一样

所以是彩色的条纹

我们再演示一下

所以第一个你能看见彩色

因为我们知道

2H=mλ

不同的波长会出现在不同厚度的地方

所以不同颜色的光

产生干涉极大的地方不一样

另外薄膜是在慢慢变薄的

因此干涉条纹会远离薄膜的交界的地方

而往厚的地方移动

所以整个的干涉条纹会有一个移动

另外的一个地方

在最薄的这个地方反而是个黑纹

这是因为有我们所谓的半波损的问题

所以我们通过这个实验

演示出来了

薄膜的等厚干涉条纹

以及干涉条纹

随着波长以及薄膜的厚度的变化

而展现出来的这样的一个分布的情况

光学课程列表:

Chapter 1 General Property of Wave(波的一般性质)

-1.0 History of Optics 光学的历史发展

--1.0 History of Optics

-1.1 Why Classical Wave Theory is Correct 经典理论为何正确

--1.1 Why Classical Wave Theory is Correct

-1.2 Wave and Wave Equation 波和波动方程

--1.2 Wave and Wave Equation

-1.3 Harmonic Wave 简谐波

--1.3 Harmonic Wave

-1.4 Phase Velocity and Phase Difference 相速度与相位差

--1.4 Phase Velocity and Phase Difference

-1.5 Superposition Principle 叠加原理

--1.5.1 Superposition Principle Part I

--1.5.2.Superposition Principle Part II

-1.6 Example of Superposition and Reciprocal Relation 叠加例子与反比关系

--1.6 Example of Superposition and Reciprocal Relation

-1.7 Euler Formula and Phasor 波的复数表达和旋转矢量表示

--1.7 Euler Formula and Phasor

-1.8 Doppler Effect 多普勒效应

--1.8.1 Doppler Effect Part I

--1.8.2 Doppler Effect Part II

-1.9 Doppler Broadening 多普勒展宽

--1.9 Doppler Broadening

-1.10 Plane Wave and Spherical Wave 平面波与球面波

--1.10 Plane Wave and Spherical Wave

-第一章习题

--习题

-第一章讲义

Chapter 2 Electro-Magnetic Wave(电磁波)

-2.1 Maxwell Equations(Maxwell 方程组)

--2.1 Maxwell Equations

-2.2 Wave Equation for E-M Field(电磁场的波动方程)

--2.2 Wave Equation for E-M Field

-2.3.1 Index of Refraction(折射率)

--2.3.1 Index of Refraction

-2.3.2 Understanding n from Dipoles(用偶极模型理解折射率)

--2.3.2 Understanding n from Dipoles

-2.4 E-M Wave is Transverse(电磁波是横波)

--2.4 E-M Wave is Transverse

-2.5 Energy Flow of E-M Wave(电磁波的能流)

--2.5 Energy Flow of E-M Wave

-2.6 Momentum and photo-Pressure(动量和光压)

--2.6 Momentum and photo-Pressure

-2.7.1 Dipole Oscillator 1(偶极振子1)

--2.7.1 Dipole Oscillator 1

-2.7.2 Dipole Oscillator 2(偶极振子2)

--2.7.2 Dipole Oscillator 2

-2.8 Radiation by Dipole Oscillator(偶极振子的辐射)

--2.8 Radiation by Dipole Oscillator

-第二章习题

--习题

-第二章讲义

Chapter 3 Light Propagation through Homogeneous and Isotropic Media

-3.1 Reflection and Refraction (反射与折射)

--3.1 Reflection and Refraction

-3.2 Huygens Principle(惠更斯原理)

--3.2 Huygens Principle

-3.3.1 Fermat Principle part1: Optical Path Length (费马原理第一部分:光程)

--3.3.1 Fermat Principle part1: Optical Path Length

-3.3.2 Fermat Principle part2: an Explanation (费马原理第二部分:一种解释)

--3.3.2 Fermat Principle part2: an Explanation

-3.4.1 Scattering Point of View 1 (散射图像1)

--3.4.1 Scattering Point of View 1

-3.4.2 Scattering Point of View 2 (散射图像2)

--3.4.2 Scattering Point of View 2

-3.5 Reflection and Refraction Rules Derived from Boundary Conditions of Maxwell Equations(利用Maxwell方

--3.5 Reflection and Refraction Rules Derived from Boundary Conditions of Maxwell Equations

-3.6.1 The Basic problem and Setup of Coordinates (基本问题和坐标系的建立)

--3.6.1 The Basic problem and Setup of Coordinates

-3.6.2 The Reflection and Transmission Coefficients (发射与透射系数)

--3.6.2 The Reflection and Transmission Coefficients

-3.6.3 Discussion on Amplitude of the Coefficients (对系数大小的讨论)

--3.6.3 Discussion on Amplitude of the Coefficients

-3.6.4 Discussion on Phase of the Coefficients (对系数位相的讨论)

--3.6.4 Discussion on Phase of the Coefficients

-3.7 Stokes Relation and Half Wavelength Difference (Stokes关系式和半波损)

--3.7 Stokes Relation and Half Wavelength Difference

-第三章习题

--习题

-第三章讲义

Chapter 4 Geometric optics(几何光学)

-4.1 Introduction(几何光学介绍)

--4.1 Introduction

-4.2 Important Jargons(重要的术语)

--4.2 Important Jargons

-4.3.1 Image formation by Spherical Surface and Paraxial Approxiamation(球面成像和傍轴近似)

--4.3.1 Image formation by Spherical Surface and Paraxial Approxiamation

-4.3.2 Image Formation Formula(成像公式)

--4.3.2 Image Formation Formula

-4.3.3 Example and Transverse Magnification(例题和横向放大率)

--4.3.3 Example and Transverse Magnification

-4.4 Thin Lens(薄透镜)

--4.4 Thin Lens

-4.5 Thick Lens(厚透镜)

--4.5 Thick Lens

-4.6.1 Matrix Treatment 1: Matrix for Propagation and Refraction(矩阵处理1:表示传播与折射的矩阵)

--4.6.1 Matrix Treatment 1: Matrix for Propagation and Refraction

-4.6.2 Matrix Treatment 2: Lens Matrix(矩阵处理2:透镜矩阵)

--4.6.2 Matrix Treatment 2: Lens Matrix

-4.6.3 Matrix Treatment 3: Relations between Matrix Elements and Cardinal Points(矩阵处理3:矩阵元与主点的联系)

--4.6.3 Matrix Treatment 3: Relations between Matrix Elements and Cardinal Points

-第四章习题

--习题

-第四章讲义

Chapter 5 Interference and Coherence(Part 1)

-5.0 What is Interference(什么是干涉)

--5.0 What is Interference

-5.1.1 Superposition of Waves: General Case(波叠加的通式)

--5.1.1 Superposition of Waves: General Case

-5.1.2 Adding Wave with Same Frequency and Direction(同频同向波的叠加)

--5.1.2 Adding Wave with Same Frequency and Direction

-5.1.3.1 Standing Wave 1 (驻波(上))

--5.1.3.1 Standing Wave 1

-5.1.3.2 Standing Wave 2 (驻波(下))

--5.1.3.2 Standing Wave 2

-5.1.4.1 Adding Waves with Different Frequencies 1: Beat and Group Velocity(不同频率波的叠加(上):拍和群速度)

--5.1.4.1 Adding Waves with Different Frequencies 1: Beat and Group Velocity

-5.1.4.2 Adding Waves with Different Frequencies 2: Continuous Frequency Spectrum(不同频率波的叠加(中):连续的频谱)

--5.1.4.2 Adding Waves with Different Frequencies 2: Continuous Frequency Spectrum

-5.1.4.3 Adding Waves with Different Frequencies 3: property of Wave Packet and Reciprocal Relation(不

--5.1.4.3 Adding Waves with Different Frequencies 3: property of Wave Packet and Reciprocal Relation

-5.2.1 Interference of Two Point Sources and Coherent Condition(两个点源的干涉和相干条件)

--5.2.1 Interference of Two Point Sources and Coherent Condition

-5.2.2 Young's Double-Slits Experiment(杨氏双缝干涉实验)

--5.2.2 Young's Double-Slits Experiment

-5.2.3 Another Treatment of Young's Interference, Paraxial and Far-field Condition(杨氏干涉的另一种处理,傍轴和远场条

--5.2.3 Another Treatment of Young's Interference, Paraxial and Far-field Condition

-Chapter 5 Interference and Coherence(Part 1)--第五章习

-5.3.0 Interference by Thin Film(薄膜干涉)

--5.3.0 Interference by Thin Film

-5.3.1 Equal Thickness Fringe(等厚干涉条纹)

--5.3.1 Equal Thickness Fringe

-5.3.2 Equal Inclination Fringe(等倾干涉条纹)

--5.3.2 Equal inclination Fringe

-5.3.3 Michelson Interferometer(Michelson干涉仪)

--5.3.3 Michelson Interferometer

-5.4.0 Multibeam Interference(多光束干涉)

--5.4.0 Multibeam Interference

-5.4.1.1 Derivation 1(理论推导(上))

--5.4.1.1 Derivation 1

-5.4.1.2 Derivation 2(理论推导(下))

--5.4.1.2 Derivation 2

-5.4.2.1 Discussion(结论与讨论)

--5.4.2.1 Discussion

-5.4.2.2 Application: F-P Interferometer(应用:F-P 干涉仪)

--5.4.2.2 Application: F-P Interferometer

-5.5.0 Coherence Theory(相干理论)

--5.5.0 Coherence Theory

-5.5.1 Spatial Coherence(空间相干性)

--5.5.1 Spatial Coherence

-5.5.2.1 Temporal Coherence(时间相干性)

--5.5.2.1 Temporal Coherence

-5.5.2.2 Coherent Time and Length(相干时间和相干长度)

--5.5.2.2 Coherent Time and Length

-5.5.3.1 Definition of Correlation Function(关联函数定义)

--5.5.3.1 Definition of Correlation Function

-5.5.3.2 Correlation Function and Coherence(关联函数与相干)

--5.5.3.2 Correlation Function and Coherence

-第五章习题(下)

--习题

-第五章讲义

Chapter 6(1)

-6.1 basic problem in diffraction(衍射的基本问题)

--6.1 basic problem in diffraction

-6.2.1 Huygens-Fresnel Principle and Kirchhoff Euation(惠更斯-菲涅耳原理和基尔霍夫方程)

--6.2.1 Huygens-Fresnel Principle and Kirchhoff Euation

-6.2.2 Fresnel and Fraunhoffer Diffraction(菲涅耳与夫琅和费衍射)

--6.2.2 Fresnel and Fraunhoffer Diffraction

-6.3.1 Fresnel Diffraction 1: Half Wavelength Plate(菲涅耳衍射1:半波带法)

--6.3.1 Fresnel Diffraction 1: Half Wavelength Plate

-6.3.2 Fresnel Diffraction 2: Phasor Method(菲涅耳衍射2:旋转矢量法)

--6.3.2 Fresnel Diffraction 2: Phasor Method

-6.3.3 Fresnel Diffraction 3: Opaque Disk and Babinet Principle(菲涅耳衍射3:圆屏衍射和Babinet原理)

--6.3.3 Fresnel Diffraction 3: Opaque Disk and Babinet Principle

-6.3.4 Fresnel Diffraction 4: Fresnel Zone Plate(an application)(菲涅耳衍射4:菲涅耳波带片(一个应用))

--6.3.4 Fresnel Diffraction 4: Fresnel Zone Plate(an application)

-6.4.0 Fraunhoffer Diffraction: General Expression(夫琅和费衍射1:普遍表达形式)

--6.4.0 6.4.0 Fraunhoffer Diffraction: General Expression

-6.4.1.1 Single Slit Fraunhoffer Diffraction(单缝夫琅和费衍射)

--6.4.1.1 Single Slit Fraunhoffer Diffraction

-6.4.1.2 Characteristic of Single Slit Case(单缝衍射的特点)

--6.4.1.2 Characteristic of Single Slit Case

-6.4.2 Fraunhoffer Diffraction for Rectangular Window(矩形窗口的夫琅和费衍射)

--6.4.2 Fraunhoffer Diffraction for Rectangular Window

-6.4.3.1 Fraunhoffer Diffraction for Circular Aperture(圆孔的夫琅和费衍射)

--6.4.3.1 Fraunhoffer Diffraction for Circular Aperture

-6.4.3.2 Diffraction Limit on Resolution(分辨率的衍射极限)

--6.4.3.2 Diffraction Limit on Resolution

-第六章习题(上)

--习题

Chapter 6(2)

-6.5.1 Fraunhoffer Diffraction for 2-slits Case(双缝夫琅和费衍射)

--6.5.1 Fraunhoffer Diffraction for 2-slits Case

-6.5.2.1 Multi-slits Dffraction 1: Intensity distribution(多缝衍射1:光强分布)

--6.5.2.1 Multi-slits Dffraction 1: Intensity distribution

-6.5.2.2 Multi-slits Diffraction 2: Interference between Slits and Principal maxima(多缝衍射2:缝间干涉和主极大)

--6.5.2.2 Multi-slits Diffraction 2: Interference between Slits and Principal maxima

-6.5.2.3 Multi-slits Diffraction 3: Missing Order and Examples(多缝衍射3:缺级与例题)

--6.5.2.3 Multi-slits Diffraction 3: Missing Order and Examples

-6.5.3.1 Grating Spectrometer(光栅光谱仪)

--6.5.3.1 Grating Spectrometer

-6.5.3.2 Dispersion Relation of Grating Spectrometer(光栅光谱仪的色散关系)

--6.5.3.2 Dispersion Relation of Grating Spectrometer

-6.5.3.3 Dispersion Power and Resolution(色散能力和分辨率)

--6.5.3.3 Dispersion Power and Resolution

-6.5.3.4 Free Spectral Range(自由光谱程)

--6.5.3.4 Free Spectral Range

-第六章习题(下)

--习题

-第六章讲义

Chapter 7

-7.0 introducing Fourier expansion and transform(介绍傅里叶展开与变换)

--7.0

-7.1.1 Fourier transform for periodic functions(周期函数的傅里叶展开)

--7.1.1

-7.1.2 examples on Fourier expansion(傅里叶展开的例子)

--7.1.2

-7.2.1 Fourier transform for general functions(一般函数的傅里叶变换)

--7.2.1

-7.2.2 Fourier transforms of some typical functions and relation on width distribution(一些典型函数的傅里叶变换和分

--7.2.2

-7.3.1 Dirac delta function(狄拉克delta函数)

--Video7.3.1

-7.3.2 Fourier transform of the delta function(delta函数的傅里叶变换)

--7.3.2

-7.4.1 properties of Fourier transform(傅里叶变换的性质)

--7.4.1

-7.4.2 Fourier transform of derivatives(函数导数的傅里叶变换)

--7.4.2

-7.4.3 what is convolution between functions(函数的卷积是什么)

--7.4.3

-7.4.4 Fourier transform of convolution(卷积的傅里叶变换)

--7.4.4

-7.5 relation between fourier transform and Fraunhoffer equation(傅里叶变换与夫琅禾费衍射之间的关系)

--7.5

-7.6 Abbe image formation(阿贝成像原理)

--7.6

-Chapter 7--第七章习题

-第七章讲义

Chapter 8(上)

-8.1 what is polarization(什么是偏振)

--8.1

-8.2.1 how to express polarization state(如何表达偏振态)

--8.2.1

-8.2.2 unpolarized and partial polarized light(非偏振态和部分偏振态)

--8.2.2

-8.3 linear polarizer(线偏振片)

--8.3

-8.4.1.1 Jones vector(Jones 矢量)

--8.4.1.1

-8.4.1.2 Transformation of Jones Vector(Jones 矢量的变换)

--8.4.1.2

-8.4.2 Jones matrix(Jones 矩阵)

--8.4.2

-第八章(上)习题

--习题

Chapter 8(下)

-8.5.1 Birefringence and a simple illustration

--8.5.1 Birefringence and a simple illustration

-8.5.2 Ordinary and Extraordinary light

--8.5.2

-8.5.3 Typical Examples

--8.5.3

-8.6.1 application 1-linear polarizer

--8.6.1

-8.6.2.1 application 2-quarter wave plate

--8.6.2.1

-8.6.2.2 application 2-change polarization state by quarter wave-plate

--8.6.2.2

-8.6.2.3 application2-change direction of polarization by half-plate

--8.6.2.3

-8.7.1

--8.7.1

-8.7.2

--8.7.2

-8.7.3

--8.7.3

-8.7.4

--8.7.4

-8.8.1

--8.8.1

-8.8.2

--8.8.2

-8.8.3

--8.8.3

-第八章(下)习题

--习题

-第八章讲义

期末测试

-期末测试

--期末测试

5.3.1 Equal Thickness Fringe笔记与讨论

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