五年醫(yī)總復習市公開課金獎市賽課一等獎課件

第20章幾何光學教學基本要求一、掌握單球面折射公式，能處理共軸球面系統(tǒng)成像問題；二、掌握透鏡成像公式，能處理透鏡組成像問題；三、了解眼睛光學結構及其屈光系統(tǒng)，掌握眼屈光不正矯正；第1頁1球面折射1.1單球面折射CAOS′SP像物主光軸

符號要求：實物、實像時，u、v取正號；虛物、虛像時，u、v

取負號。凸球面迎著入射光線時，r取正號；凹球面過迎著入射光線對時，r取負號。第2頁1.2共軸球面系統(tǒng)在共軸球面系統(tǒng)中求物體像時，能夠用逐次成像法：先求出物體經(jīng)過第一個折射球面所成像，然后以這個像作為第二個折射球面物，求得經(jīng)過第二個折射球面像，如此依次下去，直至求出最終像。第3頁

若前一個球面所成像在次一個球面之前，就可把前一個球面像看成次一個球面實物；若前一個球面所成之像在次一個球面之后，這時就是虛物。S′S像物主光軸第4頁2薄透鏡成像公式SS2S1第5頁薄透鏡焦距和焦度焦度

當f以米為單位時，單位為屈光度，用D表示。1屈光度=100度第6頁復合透鏡SS2S1第7頁一、近視眼矯正方法：配適當凹透鏡；

遠點遠點3眼屈光不正及其矯正

凹透鏡作用是：平行光(無窮遠處物體)經(jīng)凹透鏡折射成一虛像于近視眼患者遠點，則該患者不調整眼睛能看清。第8頁例某近視眼遠點在眼前0.5m處，欲使他能看清遠物，應配什么樣透鏡？解：應配凹透鏡，使遠處物體經(jīng)凹透鏡折射成一虛像于近視眼遠點處，這時，代入公式得即應配焦度為-200度凹透鏡。第9頁二、遠視眼矯正方法：----配適當凸透鏡；遠點遠點第10頁

1.

了解相干光條件及取得相干光方法.

3.

掌握光程概念以及光程差和相位差關系，了解在什么情況下反射光有相位躍變.2.

掌握雙縫干涉相關計算.教學基本要求第21章光干涉4.

能了解薄膜干涉原理.第11頁

振動方向相同、頻率相同、相位相同或相位差恒定。

1相干光源條件普通光源發(fā)光特點：原子發(fā)光是斷續(xù)，每次發(fā)光形成一長度有限波列,各原子各次發(fā)光相互獨立，各波列互不相干。兩個獨立光源，即使頻率相同也不滿足相干光源條件。2取得相干光方法振幅分割法波陣面分割法第12頁兩束光抵達A點波程差為AB3楊氏雙縫干涉第13頁

減弱加強明紋暗紋以O點為軸，明暗條紋上下對稱分布。相鄰兩條明(暗)條紋間距為

普通，d在mm數(shù)量級，D在m數(shù)量級。第14頁

半波損失：光從光速較大介質射向光速較小介質時反射光相位較之入射光相位躍變了，相當于反射光與入射光之間附加了半個波長波程差，稱為半波損失.光程:介質折射率與光幾何旅程之積=第15頁2.光程差

(兩光程之差)光程差*P*干涉加強3.相位差干涉減弱第16頁例4如圖21-10所表示，當用一厚度為、折射率為云母片覆蓋在楊氏雙縫干涉試驗中一條縫上時，屏上零級明條紋移到了原來（未覆蓋云母片時）第7級明條紋所在處，求入射光波長.解：設入射光波長為，未覆蓋云母片時第7級明條紋在屏上點，則兩縫到點光程差為①覆蓋云母片后，兩縫到點光程差為即②由①、②兩式有代入數(shù)據(jù)得第17頁PL4薄膜干涉DC34E5A1B2依據(jù)詳細情況而定

反射光光程差第18頁加強減弱第19頁2.了解用波帶法來分析單縫夫瑯禾費衍射條紋分布規(guī)律方法，會分析縫寬及波長對衍射條紋分布影響.3.了解光柵衍射公式,會確定光柵衍射譜線位置，會分析光柵常數(shù)及波長對光柵衍射譜線分布影響.

4.了解圓孔衍射及其對光學儀器分辨率影響.教學基本要求1.了解惠更斯－菲涅耳原理及它對光衍射現(xiàn)象定性解釋.第22章光衍射第20頁1惠更斯—菲涅耳原理：波陣面上面元(子波波源)：時刻波陣面*子波波動方程為子波在點引發(fā)振動振幅并與相關.第21頁子波相干迭加菲涅耳指出衍射圖中強度分布是因為衍射時，波場中各點強度由各子波在該點相干疊加決定.點振動是各子波在此產生振動疊加.第22頁2.1衍射裝置與衍射圖樣特點2夫瑯和費單縫衍射狹縫屏幕第23頁單縫衍射公式夫瑯和費單縫衍射光強分布圖示第24頁明條紋角寬度與線寬度(<5°)(1)中央明條紋角寬度(2)中央亮紋線寬度(3)其它各級明條紋角寬度和線寬度第25頁入射光非垂直入射時光程差計算（中央明紋向下移動）（中央明紋向上移動）第26頁光柵常數(shù)：光柵常數(shù)：透光部分寬度：不透光部分寬度一、光柵結構

通常1mm內刻有幾百條狹縫，d也可用每厘米有多少條狹縫表示。22.4光柵衍射第27頁3光柵衍射衍射角光柵公式條紋級次第28頁(a)(b)(c)光柵衍射結果在單縫衍射中央明紋及其它各級明紋區(qū)域中，又有多縫干涉產生明暗相間條紋第29頁光柵衍射圖樣及其特點

---縫數(shù)越多，明條紋越亮，寬度越窄。1條縫5條縫3條縫20條縫第30頁對光柵主極大公式討論相鄰兩級主極大夾角在屏上可展現(xiàn)主極大最高級次為K級主極大衍射角為K級主極大在屏上位置坐標為第31頁入射光為白光時，不一樣，不一樣，按波長分開形成光譜.一級光譜二級光譜三級光譜第32頁缺級現(xiàn)象缺級條件：當衍射角同時滿足、時本該展現(xiàn)主極大強度為零，稱為缺級。第33頁第23章光偏振教學基本要求一、了解自然光與偏振光區(qū)分，掌握偏振光取得方法和檢驗方法；二、了解布儒斯特定律和馬呂斯定律;第34頁線偏振光：1光波五種偏振狀態(tài)自然光：光矢量對于傳輸方向完全對稱光波，其效果可用兩個相互垂直、位相沒相關聯(lián)線偏振光來代替。第35頁圓偏振光：|E|=常量,方向繞傳輸方向勻角速轉動光波。順時針為右旋，逆時針為左旋。橢圓偏振光：E大小和方向都在有規(guī)律改變，E末端在垂直于傳輸方向平面內投影點軌跡為橢圓光波。第36頁部分偏振光：自然光在傳輸過程中，因為外界作用造成各個振向上強度不等光波。●●●●●●●●若某一部分偏振光沿某一方向上含有光強最大值，在其垂直方向上含有光強最小值，通慣用來量度偏振程度，并稱為偏振度。第37頁取得線偏振光慣用方法利用物質二向色性制成偏振片(器)反射或玻璃片堆利用物質雙折射特征制成偏振棱鏡二向色性:一些物質能吸收某一方向光振動,而只讓與這個方向垂直光振動經(jīng)過，這種性質稱二向色性。第38頁3.1偏振器(片)：能使自然光變成偏振光裝置(器件)。透射軸方向(偏振化方向)：當自然光照射在偏振片上時，它只讓某一特定方向光經(jīng)過，這個方向叫此偏振片透射軸方向，也叫偏振化方向。3.2起偏和檢偏起偏---將自然光變成偏振光過程；檢偏---檢驗入射光是否為偏振光并確定其振動方向。3起偏與檢偏第39頁檢偏器起偏器偏振化方向第40頁3.3馬呂斯定律（1880年）馬呂斯定律---強度為偏振光經(jīng)過檢偏振器后,出射光強度為第41頁空氣入射面入射光線和法線所成平面.反射光部分偏振光，垂直于入射面振動大于平行于入射面振動.折射光

部分偏振光，平行于入射面振動大于垂直于入射面振動.理論和試驗證實：反射光偏振化程度與入射角相關.玻璃4反射光與折射光偏振性第42頁布儒斯特定律（18）反射光為完全偏振光，且振動面垂直入射面，折射光為部分偏振光。當時，玻璃空氣第43頁教學基本要求一、了解愛因斯坦狹義相對論兩條基本原理，以及在此基礎上建立起來洛倫茲變換式.二、了解狹義相對論中同時相對性以及長度收縮和時間膨脹概念，掌握相關計算；了解牛頓力學時空觀和狹義相對論時空觀以及二者差異.三、了解狹義相對論中質量、動量與速度關系，以及質量與能量間關系.第24章狹義相對論第44頁當時與重合位置坐標變換公式*1.1.伽利略變換1牛頓絕對時空觀第45頁伽利略變換同時性與參考系無關.同時性是絕對的.tt長度是絕對的,與參考系運動狀態(tài)無關.空間長度xxrrrLrL時間間隔的測量與參考系無關.時間是絕對.ttrr在伽利略變換下,時間空間彼此獨立,且與物質運動無關.伽利略變換是經(jīng)典時空觀的集中體現(xiàn).第46頁1.3加速度變換公式在兩相互作勻速直線運動慣性系中，牛頓運動定律含有相同形式.*1.2速度變換式第47頁1.4牛頓力學相對性原理結論：對質點受力量度與測量者相對運動無關，推論：對于全部慣性系,力學定律數(shù)學形式相同。慣性系，牛頓第二定律數(shù)學形式相同。即牛頓第二定律在伽氏變換下是不變量，或對于全部(1).牛頓時空觀認為:空間存在一個絕對靜止參考系1.5牛頓時空觀與牛頓相對性原理對立性(2).牛頓相對性原理認為:用任何力學方法都找不到絕對靜止參考系。第48頁愛因斯坦哲學觀念：自然界應該是友好而簡單.

理論特色：出于簡單而歸于深奧.AlbertEinstein(1879–1955)20世紀最偉大物理學家,于19和19先后創(chuàng)建了狹義相對論和廣義相對論,他于19提出了光量子假設,為此他于19取得諾貝爾物理學獎,他還在量子理論方面含有很多主要貢獻.第49頁(1)相對性原理物理學定律在全部慣性系中都含有相同表示形式，不存在一個特殊慣性系。真空中光速是常量，它與光源或觀察者運動無關，不依賴于慣性系選擇。即在全部慣性系內，自由空間中光速率含有相同值c.關鍵概念：相對性和不變性.相對性原理是自然界普遍規(guī)律.全部慣性參考系都是等價.(2)光速不變原理2狹義相對論基本原理第50頁3洛侖茲變換●第51頁x()xgt+tg(tc2)+xyyzzxtx()gyyzztg(tc2x)洛侖茲時空坐標變換112b,g其中cbvvvvv第52頁說明時空是密切相關不可分割的整體空間坐標變換式含時間坐標時間坐標變換式含空間坐標c為極限速度vc變換式無意義.轉化為伽利略坐標變換.vc,與vc接近時,必須用洛侖茲坐標變換.時空并非絕對,而與物質運動密切相關.、xxt、和、t中均有速度因子12b、第53頁4相對論時空觀(1)時空間隔變換式4.1時序相對性和因果律KvOOXXK1P2PKK1x(,(t12xt2(,(1xt1(,(2xt2(,(（事件1）（事件2）對：YY對：第54頁兩事件時空間隔1x(,(t12xt2(,(若已知1xt1(,(2xt2(,(求g1xv(1xt1(2xgv((2xt2,,根據(jù)洛侖茲坐標變換式可求出t1g(t12cv1x(t2g((t22x2cv1x2x((g(2x1x(v(t2t1(((g((t2t1t2t12x1xv((2cxrg(rxvrt(trg(rxvrt(2c兩事件的空間間隔兩事件的時間間隔第55頁同時相對性KK根據(jù)愛因斯坦的光速不變原理，不論對或光速都一樣。KABKvOOcXXKK(中點）c愛因斯坦列車廂故KK、AB閃光同時到達壁。測得：測得：閃光先到達壁，后到達壁。BA2.同時相對性第56頁例g((((t2t1t2t12x1x((v2c001((t2t10t2t1由得即先擊中車頭t1t21x2xv0同時擊中車頭在前正向行駛K：K：(1xt1(,,2xt2(,(1x(,t1(,2x(,t2(解法提要擊中車頭為事件1設：2擊中車尾為事件,例KvXXK“愛因斯坦列車廂”雷電雷電車尾車頭KK測得：雷電同時擊中車頭和車尾。則測得：雷電先擊中若第57頁關聯(lián)事件KKtr0tr0tr0xr0xr0xr0rt0rt0rt0rt0rx0rx0rx0rx0同時同時同地異地同地異時異時異地同時同地異時異地異時異地要看具體條件而定“同時”是相對的。即對一個慣性系是同時發(fā)生的兩個事件,對另一個慣性系不一定是同時的.第58頁4.時序因果律t′與t反號條件關聯(lián)事件(包含間接關聯(lián)事件)為因果關系傳輸速度或信號速度，時序不會顛倒!3.時序相對性第59頁這是物質運動速度及信號傳播速度不能大于光速的必然結果，具有絕對性。對于有因果關系的關聯(lián)事件（如：發(fā)送與接收，出生與死亡，栽種與收獲等）tt((0tt((0必有及因果果因第60頁運動鐘走得慢4.2時間膨脹固有時間：同一地點發(fā)生兩事件時間間隔.第61頁延緩效應說明在某慣性系中發(fā)生在同一地點的兩個事件的最短,在其他慣性系中,這兩個事件發(fā)生在不同地點