物理光学与应用光学第一章ppt课件

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1、2013年6月15日光电工程学院主讲：徐宁物理光学PhysicalopticsEmail:xuning@njupt.edu.cnOffice:教4-1楼22013/2014(1)光电工程学院一、课程性质、目的和任务1.性质：专业基础课后续课：激光原理、光纤通信原理与系统、光电传感技术等2.目的：基本原理分析问题方法知识的应用教学内容：电磁场基本知识光的干涉、衍射晶体光学光与物质的作用课时分配48课时32013/2014(1)光电工程学院一、课程性质、目的和任务成绩评定平时：（作业、到课率、答疑、课

2、堂提问等）30％期末考试：70％学习方法掌握重点培养兴趣独立思考主动质疑参考书《物理光学》，刘晨.合肥工业大学出版社.2007年《光学原理与应用》，廖延彪.电子工业出版社.2006年《光学习题课教程》，郑植仁.哈尔滨工业大学出版社.2006年42013/2014(1)光电工程学院绪论光学发展简史光学是一门研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。5绪论181720192116世纪轴远古萌芽几何光学现代光学过渡时期：直线传播占主导，波动理论逐惭形成量子光学波动光学萌芽时期：远古至

3、十六世纪初几何光学时期：十六世纪中叶至十八世纪初波动光学时期：十九世纪初至十九世纪末量子光学时期：十九世纪末至二十世纪初现代光学时期：二十世纪六十年代至今光学62013/2014(1)光电工程学院绪论光学发展5个时期：一、萌芽时期：光的直线传播、视觉和颜色认识，光的反射、折射和透镜反射镜的利用，对大气光学现象的探讨。二、几何光学时期：建立光的反射定律和折射定律，奠定几何光学基础三、波动光学时期：干涉、衍射解释，波动光学的形成，光是一种电磁波四、量子光学时期：光和物质相互作用，量子光学五、现代光学时

4、期：傅里叶光学；光学信息处理；非线性光学7光电工程学院A、墨翟：在他和其弟子所著的《墨经》中，对光现象有八条定性记载对简单光现象进行了记载并做了不系统的研究，制造了简单的光学仪器（如平面镜、凸面镜、凹面镜)。⑴正确反映了光的直线传播规律⑵错误：人眼能发出光线B、欧几里德：在其著作《光学》一书中提出触须学说：代表人物和成就：Ⅰ、萌芽时期墨翟（公元前468～376年）欧几里德（古希腊，公元前330～275年）8Ⅱ、几何光学时期几何光学时期是光学发展的转折点，系统研究了光现象和光学仪器，建立了直线传

5、播定律、反射定律、折射定律；提出了费马原理、光程、光强、颜色等概念，并观察了棱镜光谱等较复杂的光现象，建立、巩固和发展了牛顿微粒学说。同时，波动理论开始盟芽。代表人物和成就：A、费马（法，1601~1665）：提出了几何光学的基本原理—费马原理，由它可导出直线传播定律、反射定律、折射定律和面镜、透镜成象规律。B、牛顿（英，1643~1727）：建立了光是微粒流的微粒学说，进行了白光通过棱镜的实验，提出了光谱、光强、颜色等概念，观察并研究了牛顿环C、李普塞：1608，发明并制造了世界上第一台望远镜。

6、D、冯特纳：发明并制造了世界上第一台显微镜。粒子：Paticle波：wave9Ⅲ、波动光学时期建立了光的波动理论，园满解释了光的干涉、衍射和偏振现象；通过迈克尔逊干涉仪否定了“以太”的存在；提出并证实了光的本质就是电磁波C、菲涅耳（法,1788~1827）：利用杨氏干涉原理补充惠更斯原理提出了惠更斯-菲涅耳原理，园满解释了光的直线传播定律和衍射现象。建立了菲涅耳公式。在牛顿物理学中打开了第一个缺口，为此，他被人们称为“物理光学的缔造者”。D、马吕斯（法，1775~1812）：发现了光的偏振现象，建

7、立了马吕斯定律，研究了偏振光的干涉。代表人物和成就：B、杨氏（英，1773~1829）：最先利用干涉原理解释白光下的薄膜颜色，设计并完成著名的杨氏双缝干涉实验，并第一次成功地测定了光的波长。提出了光是横波的假设。主要贡献：杨氏双缝实验，杨氏模量，视觉和颜色，医学，语言学，埃及象形字A、惠更斯（荷兰，1629~1695）：光的波动理论的创始人，提出了“光是‘以太’中传播的波动”理论和次波假设（惠更斯原理）。并园满解释了反射、折射定律和双折射现象。实物粒子与光一样具有波（Wave）、粒（Particl

8、e）二象性10黑体辐射问题：普朗克(德,1858~1947)解释光电效应：爱因斯坦(美,1879~1955)德布罗意（法，1892～1989）提出物质波假说，戴维孙与革末的电子衍射实验证实电子具有波动性X射线散射实验：康普顿(美,1892~1962)发现经典电磁理论在研究光与物质的相互作用时的缺点，建立了光的量子理论，园满解释了黑体辐射、光电效应和康普顿效应现象；提出了光的波粒二象性。Ⅳ、量子光学时期112013/2014(1)光电工程学院Ⅴ、现代光学时期自1960年梅曼（美，19