篇一：光学发展史论文
《光学发展史论文》
【摘要】光学发展史主要可分为五大阶段：萌芽→几何光学→波动光
学→量子光学→现代光学，而量子光学时期的主要代表科学家为爱因
斯坦、麦克斯韦以及普朗克。本文重点介绍爱因斯坦的生平简介。
【关键词】光学发展 量子光学 爱因斯坦 简介
【正文】爱因斯坦 Albert Einstein (1879～1955)
20世纪最伟大的理论物理学家。1879年3月14日生于德国
乌尔姆的一个德籍犹太人家庭。他少年时代就对自然科学，特别对数
学感兴趣。1900年由苏黎世工业专门学校毕业后到伯尔尼专利局当
一级职员。1909年后担任苏黎世大学、布拉格大学等校教授。1913
年回到德国，被选为普鲁士科学院院士，并担任威廉物理研究所所长
和柏林大学教授。1933年因受纳粹政权的迫害而迁居美国成为普林
斯顿研究所的研究员。1940年加入美国籍。爱因斯坦对物理学的贡
献极大。
首先，他发展了普朗克的量子论，提出了光量子的概念，并用
量子理论解释了光电效应、辐射过程和固体的比热等，得出了光电效
应的爱因斯坦方程。他因此而获得1921年度的诺贝尔物理学奖。
其次，他创立了相对论。1905年爱因斯坦在著名论文《论运
动物体的电动力学》中，揭示了狭义相对论的基本理论，即相对性原
理和光速不变原理。1916年又发表了《广义相对论原理》，包括广
义相对性原理和等效原理。爱因斯坦相对论的建立是人类对自然认识
过程的一个飞跃。相对论所预言的水星近日点的进动、恒星光谱线红
移和经过太阳附近的光线弯曲三个效应，都已得到圆满的解释和证实。
另外，1905年爱因斯坦在其《物体的惯性是否决定于它所含的能量》的论文中提出质量和能量是可以互相转换的，并给出著名的爱因斯坦质能关系式。这个公式成为人们研究释放原子核能的钥匙。此外，爱因斯坦还用原子论解释布朗运动。爱因斯坦的后半生致力于“统一场论”的研究，试图把电磁场和引力场统一起来，但未取得重大成果。爱因斯坦一生经历两次世界大战，他反对帝国主义战争，谴责日本帝国主义对中国的侵略。1939年8月2日曾写信给美国总统罗斯福，提醒他希特勒德国正致力于研究原子核能，制造毁灭性武器。 于是罗斯福决心制造原子弹， 耗资20亿美元，于1945年在新墨西哥州试验成功。爱因斯坦一生简朴，临危之时要求死后火化，不举行任何仪式。1955年4月18日逝世于普林斯顿。
【参考文献】
[1]百度百科http://baike.baidu.com/view/130524.htmhttp://baike.baidu.com/view/2526.htm
[2]《走进爱因斯坦》 (美)A.爱因斯坦（许良英、王瑞智译 ） 辽宁教育出版社 2005-06
篇二：光学论文
掠入射法测量水的折射率方新艳
（楚雄师范学院物理与电子科学系 云南 675000）
摘要：本文在调整好的分光计上，使用钠灯作为光源利用掠入射法测量了水的折射率，通过分光计望远镜可观察到由光线掠入射造成的明显的半荫视场，从而求出所测液体即水的折射率。 关键词：掠入射法 测量折射率 分光计 棱镜 临界角 不确定度 中图分类号：文献标识码： 文章编号：
Grazing incidence method is measuring the refractive index of water
Fang xin yan
（Department Of Physicd And Electronic Science ChuXiong Normal University 675000）
Abstract: this paper on the spectrometer adjusted, using sodium lamp as the light source with grazing incidence method measuring the refractive index of water, through the spectrometer telescope that can be observed by the light grazing incidence caused obvious shadow of half field of view, and thus the refractive index of the test liquid is water.
Keywords: glancing incidence measuring index of refraction prism spectrometer critical Angl
引言分光计是大学光学实验中一种常用的仪器，本实验利用分光计和三棱镜等实验室常见仪
器。测量液体的折射率有多种方法，掠入射法测液体的折射率，原理比较简单，方法易行，仪器普通，测量简捷，可操作性强，重复性好。 折射率为一光学常数，是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率
笔者在利用分光计，棱镜，钠灯，水等进行实验
（一）实验原理：
水折射率的测定 ---- 掠入射法
光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，当入射角为某一极值（掠射）时，会产生一特殊的光学现象，能同时看到有折射光和无折射光的现象，用望远镜看到的视场是半明半暗，中间有明显的明暗分界线。利用这现象就可以实现水折射率的测量。
1
1.棱镜折射率的测定
用钠光灯照光的大毛玻璃照明该棱镜的折射面AB，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在AB界面上图中光线a、b、c的入射角依次增大，而c光线为掠入线（入射角为90°）的折射角为临界角ic。在棱镜中再也不可能有折射角大于ic的光线。在AC界面上，出射光a、b、c的出射角依次减小，以c光线的出射角i'为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线。棱镜的折射率n1与棱镜顶角A、最小出射角i'即极限角，有如下关系
?sini'?cosA?
n????
sinA??
2
由于A＝60°，由公式可知：只要测出极限角i′，就可以计算棱镜的折射率。 测出明暗分界线方向以及AC面的法线方向，这两个方向间的夹角就是i′。
折射光线C方向及AC面的法线方向测量方法将棱镜置于载物平台上。先用眼睛直接观察平行光经棱镜折射后的出射方向，再将望远镜转至该出射方向，使在望远镜中清楚地看见由钠灯发出的光经棱镜后的光线。然后缓慢地转动载物平台，让入射光线与AB面调至确定折射光线移动方的转折位置，然后固定平台。转动望远镜，使双十字叉丝的竖直线对准折射光线，记录与望远镜在该明暗光线分界位置（即C光线）相应的两个游标读数r2和r2再转动望远镜，使双十字叉丝竖直线对准平行光的狭缝像（分光计的调节），记录与AC面垂直的光线角度相应的两游标读数r1和r1
'
'
2
过了，则必须在相应的读数上加上360°后再计算。 2. 水折射率的测定
将折射率为n的水，放在已知折射率为n1（n＜n1）的直角棱镜的折射面AB上，若以单色的扩展光源照射分界面AB，则入射角为π/2的光线Ⅰ将掠射到AB界面而折射进入三棱镜内，其折射角ic应为临界角。从图5-5-1可以看出应满足关系
sinic?
nn1
III
当光线Ⅰ射到AC面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为?，折射角为
?，则有
sin??n1sin?
＇
除入射光线Ⅰ外，其他光线如光线Ⅱ在AB面上的入射角均小于π/2，因此，经三棱镜折射最后进入空气时，都在光线Ⅰ的左侧。当用望远镜对准出射光方向观察时，在视场中将看到以光线Ⅰ(本文来自：WwW.xiaOCaofAnweN.Com 小草范文 网:光学与经济论文)为分界线的明暗半视场，如图所示。
当三棱镜的棱镜角A大于角ic时，由图5—5—2可以看出，A、ic和角φ有如下关系可得
＇
B
B
C
3
图5—5—2
（二）实验数据
表1：棱镜的折射率
表2：水的折射率
4
（三）数据处理处理和分析
棱镜极限角平均值：
'?1i'1?i2'?i3'?i4'?i5' i5
=
_
??
1
（50°26′+49°55′+49°30′+49°53′+49°5′） 5
=49°45′
棱镜A类不确定度：
n
2
Si?
o
?-?ii-i?????n?n-1o
2
o
o
2
o
o
2
o
o
2
o
o
i?1
=
2
5026?-4945??4955?-4945??4930?-4945??4953?-4945??495?-4945?20
=0.230
因为?inst?2所以ui?
2
=1.15, 3
?inst
3
=
不确定度
Ui?Si2?ui2=0.2302?1.152=1.173
同理可得出加液体后极限角平均值：
5
篇三：光学论文
等厚干涉与等倾干涉的比较
牛顿环等厚干涉条纹和薄膜等倾干涉的条纹看起来都是内疏外密的同心圆
环。这两种干涉究竟是形似还是神似，下面就其形成原理，条纹半径，条纹间距，
干涉级次等情况做具体的比较和分析。
一、等倾干涉和等厚干涉都是薄膜干涉
薄膜干涉是由薄膜的上、下表面反射（或折射）光束相遇而产生的一种干涉
现象。薄膜通常由厚度很小的透明介质形成，如肥皂泡膜、水面上的油膜、两片
玻璃间所加的空气膜、照相机镜头上所镶的介质膜等。
薄膜干涉分两种：一种称作等厚干涉，是由平行光入射到厚度均匀变化、折
射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹。薄膜厚度相同的地方形成同一级
干涉条纹，故称等厚干涉。牛顿环和楔形平板干涉都属于等厚干涉。另一种是等
倾干涉。当不同倾角的光入射到折射率均匀，上、下表面平行的薄膜上时，同一
倾角的光经薄膜上、下表面反射（或折射）后相遇形成同一级干涉条纹，不同的
干涉明文或暗纹对应不同的倾角，这种干涉叫做等倾干涉。等倾干涉一般采用扩
展光源，并通过透镜观察。
二、牛顿环干涉原理及应用
在一块平面玻璃与一块曲率半径很大的平凸透镜之间形成一个上表面是球
面，下表面是平面的空气薄膜。空气薄膜上下表面对入射光的反射将同一光束分
解成几部分、经过不同的路径后再叠加。相互叠加的反射子光束之间的光程差与
反射出空气的厚度有关，两条反射光线在相遇点的光程差只取决于该处薄膜的厚
度c，干涉条纹的分布与空气薄膜的厚度分布相对应。因此当用单色光垂直照射
时，从上往下观察会看到以接触点为中心的一组圆形干涉条纹，这是由牛顿环空
气劈尖上下表面反射的光发生干涉而形成的条纹。由于以接触点为中心的任一圆
周上，空气层的厚度是相等的，因此这种条纹是等厚干涉，称为牛顿环。牛顿环
是以接触点为中心的一系列明暗相间、间距逐渐减小的同心圆环，且中心是一个
暗圆斑。
设凸透镜的半径为R，λ为入射光波长。则牛顿环中，第j
级暗环半径为：
，j＝1,2,3，…
对上式微分，可得第j级圆环附近相邻两暗环的间距为：
三、劈尖干涉
，j＝1,2,3，…
将两块平板玻璃叠放在一起，一段用细丝将其隔开，则形成一劈尖形空气薄层（如上图）。用单色平行光垂直入射在空气劈尖的上下表面反射的两束光将发生干涉，其光程差Δ＝2l＋λ／2(l为空气薄膜厚度)。因为空气劈尖厚度相等之处是一系列平行于两玻璃板接触处的平行直线，所以其干涉图样是与棱边平行的一组明暗相间的等间距的直条纹。当
Δ＝(2k＋1)λ／2 (k=1,2,3, …)
时，为干涉暗条纹。与k级暗条纹对应的薄膜厚度为
hk=kλ／2
四、等倾干涉的原理及应用
等倾干涉也是由薄膜产生的干涉但这时的薄膜为上下两表面相互平行的平面薄膜。薄膜可以是透明固体、液体或两块玻璃所夹的气体薄层。入射光经薄膜上表面反射后的第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得到的第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射光振动分出，是相干光。也属于分振幅干涉。由反射、折射定律克制取舍光在平行薄膜上下表面反射后所得的两条相干光线是相互平行的，故只有入射角相同的入射光线，才具有相同的光程差，经过会聚透镜后才能汇聚到一点，形成干涉条纹，即在每条干涉条纹上，入射光线的倾角都相等，因此，这种干涉称作等倾干涉。等倾干涉条纹也是一系列明暗相间、间距逐渐减小的同心圆环。但其中心有可能是一暗圆斑，也有可能是一亮圆斑，这是由中心处膜的厚度决定的。
设空气薄膜厚度为d，λ为入射光波长，凸透镜的焦距为f，入射光的倾角为i，则对干涉条纹的中心i=0处，
2d=mλ
这时我们看到的第j个暗环的干涉级实际为m-j级，并且满足
利用三角函数，代入上式，由以上几式可得
当d>>λ时，倾角为小角，则于是：
因此第j个暗环的半径为：
对上式微分，可得第j个圆环附近相邻两暗环的间距为：
五、两种干涉条纹形状的比较
牛顿干涉条纹和等倾干涉条纹的半径、间距只是具有相同的形式，但是不完全一样，从而造成了两种干涉条纹的形似。同时两种干涉条纹的级次分布不同：牛顿干涉条纹是内环的级次低而外环的级次高，等倾干涉条纹是内环的级次高而外环的级次低。
六、干涉条纹运动规律的比较
当空气厚度d连续增加时，相干光间的光程差变大，于是高级次条纹向低级次条纹所在位置移动。对牛顿环干涉条纹来说，条纹将由外向内移动，并且越来越密；而对等倾条纹来说，条纹将由内向外移动，也会越来越密。当空气膜厚度d连续减小时，将会与上述情况相反。
光学论文
等厚干涉与等倾干涉
的比较
物电学院10物本班
冯晓晓（101101025）2011年11月