續(xù)上一集系統(tǒng)速成物理光學(xué)·導(dǎo)論，這一篇更第一集。國(guó)內(nèi)《物理光學(xué)》或其他《光學(xué)》大同小異，據(jù)作者這些年與各地光電er交流，大多都用梁銓廷版。當(dāng)然也有其他版本，都差不多。

既然是速成，就要占領(lǐng)俯瞰、抓主線索。非俯瞰的、支線副本可以回頭再搞。

在上一集系統(tǒng)速成物理光學(xué)·導(dǎo)論中，給出了三條線索，

其中線索1：

什么是物理光學(xué)→波動(dòng)光學(xué)→波模型→波的數(shù)學(xué)描述與基本物理特性→波的疊加→波的干涉→:楊氏干涉→類楊氏干涉→干涉形成的條件與時(shí)空相干性→同一束分束干涉（分振幅自相干）→薄膜干涉→等厚干涉→牛頓環(huán)→等傾干涉→邁克爾遜干涉

什么是“物理光學(xué)”？

? ? ? ?用物理體系來(lái)解釋光學(xué)。（幾何光學(xué)則不注重物理上的討論）。我們目前有兩套物理體系，一套是經(jīng)典的，一套是量子的。通常物理光學(xué)并不指量子光學(xué)，而主要是指波動(dòng)光學(xué)。

什么是波動(dòng)光學(xué)？

? ? ? ?波動(dòng)光學(xué)是光學(xué)中一個(gè)處理波動(dòng)現(xiàn)象的分支，例如干涉、衍射和偏振等。其公理為麥克斯韋方程組。有一些《物理光學(xué)》的課本會(huì)在開(kāi)篇介紹麥克斯韋方程組，但意義不大，只需了解基本觀點(diǎn)：光是電磁波。

什么是波模型？

? ? ? ?波動(dòng)光學(xué)中的波模型：為了理解和描述光如何傳播和相互作用而建立的概念模型。光被視為一種電磁波，它由振動(dòng)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)組成，并由麥克斯韋的方程組描述。這個(gè)模型在描述干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象時(shí)特別有用。這些波動(dòng)現(xiàn)象無(wú)法用基于粒子的模型來(lái)完全解釋。

以上內(nèi)容是學(xué)物理光學(xué)（波動(dòng)光學(xué)）最首要的，因?yàn)椴Ｐ褪钦麄€(gè)波動(dòng)光學(xué)的俯瞰，這是由知識(shí)體系的總分結(jié)構(gòu)決定的：

波的數(shù)學(xué)描述與物理特性？

? ? ? ?主要指簡(jiǎn)諧波（正余弦波）及其變式的實(shí)復(fù)數(shù)表現(xiàn)形式。波的物理特性及其指標(biāo)參數(shù)主要有振幅、波長(zhǎng)、頻率、波速、周期、相位、偏振等。其中，相位是最基本的。因?yàn)閷?duì)于正余弦三角函數(shù)來(lái)說(shuō)，相位（角），是最基本的變量。而波長(zhǎng)、頻率、波速、周期都通過(guò)時(shí)空坐標(biāo)換算到相位角上。簡(jiǎn)諧波使波的狀態(tài)歸結(jié)到相位上。

? ? ? ?之所以主要學(xué)簡(jiǎn)諧波，主要原因有兩個(gè)：一是簡(jiǎn)諧波簡(jiǎn)單，易于掌握。二是偉大的傅里葉變換定理，非簡(jiǎn)諧的也能用一系列簡(jiǎn)諧波勾兌出來(lái)。簡(jiǎn)明普適，蔚然壯觀。波的行為主要有干涉和衍射，而偏振則是橫波的特性。干涉和衍射，本質(zhì)上都是波的疊加。

? ? ? ?我們?cè)诹私饬撕?jiǎn)諧波的數(shù)學(xué)描述后，繼續(xù)沿主線索進(jìn)行。至于刷副本，比如麥克斯韋方程組平面波，可以回頭再搞。

什么是波的疊加？

? ? ? ?波的疊加就是波的相遇。

我們會(huì)學(xué)幾種波的疊加典型情況，都是利于表達(dá)式化簡(jiǎn)的情形。同頻同向（干涉）、同頻法向（偏振）、同頻反向（駐波）、近頻同向（光拍）。異頻的不咋學(xué)，但也學(xué)一些，比如傅里葉分解。

一判類型，二套公式。后續(xù)我會(huì)出一個(gè)公式結(jié)論整理合集?，F(xiàn)在我們主要抓主線索。偏振、駐波、光拍的副本可以回頭再搞。上圖的這種疊加屬于光的干涉。波動(dòng)光學(xué)中最重要的干涉是楊氏干涉。

什么是光的干涉？

光的干涉就是特定條件下光的相遇疊加。

最著名的干涉是楊氏干涉。

什么是楊氏干涉？

楊氏干涉是托馬斯·楊做的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。其裝置如上圖所示。

我們只需記住兩組公式：

明暗條紋公式（半波長(zhǎng)的偶亮奇暗）；

傍軸近似（小角度近似有相似三角形，tanθ=θ=sinθ）

什么是類楊氏干涉？有哪些種類？

如下圖所示，該圖出自我之前的一個(gè)系列：速成搶救:物理光學(xué)(2)·光波的干涉(上),本來(lái)是要?jiǎng)h的，應(yīng)一些粉絲一再挽留，就留下了。

之所以叫類楊氏干涉，是因?yàn)槠溲b置都是為了造雙縫干涉。分波前干涉中主要是楊氏干涉，類楊氏干涉通常是副本，我們回頭再搞。

干涉形成的條件與時(shí)空相干性？

干涉形成一共有三個(gè)基本條件，四個(gè)補(bǔ)充條件。三個(gè)基本條件除了上一個(gè)問(wèn)題中提到的同頻同向（實(shí)際上是有同向的分量），還需要時(shí)穩(wěn)相位差。

我們剛了解了楊氏干涉，以其雙孔發(fā)出的球面波為例（如果是雙縫就是柱面波，但在側(cè)視圖上還是圓面波）：

理想的干涉在空間和時(shí)間上都是無(wú)限大的，但實(shí)際的干涉在空間和時(shí)間上總是有限的。

我們要盡可能地保證單色性（同頻率性），所以在激光問(wèn)世后，波動(dòng)光學(xué)又被注入了強(qiáng)大生機(jī)

除了分波陣面法，還有一種干涉類型是分振幅干涉。分波面就是在波陣面上分割，分振幅就是把一個(gè)振蕩劇烈的波分割成振幅更小的波。常見(jiàn)的情形是薄膜干涉。

先更這些吧，主要現(xiàn)在寫的東西沒(méi)有人看了。雖然我比以前的文筆更好了，但當(dāng)年那幾百個(gè)考研的同學(xué)也都不再看這些了。未完待續(xù)……