光学教程绪论

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1、1光学教程（第四版）姚启钧原著华东师大《光学》教材编写组改编2主要参考书1、母国光等《光学》，人民教育出版社2、张阜权等《光学》，北京师范大学出版社3、赵凯华等《光学》，北京大学出版社4、E.赫克特等《光学》，人民教育出版社5、兰斯别尔格《光学》，人民教育出版社3编排特点波动光学：第1章光的干涉、第2章光的衍射、第5章光的偏振几何光学：第3章几何光学的基本原理、第4章光学仪器的基本原理光与物质间的相互作用：第6章光的吸收、散射和色散量子光学：第7章光的量子性现代光学：第8章现代光学基础4经典光学：1.

2、几何光学光的传播、反射、折射、成像等。2.物理光学①波动光学：光的干涉、衍射、偏振等。②量子光学：光的吸收、散射、色散、光的本性等。5现代光学①激光光学：激光物理、激光技术、激光应用等。②全息光学：光学全息与信息处理等。③晶体光学：光波在晶体中的传播及晶体的电光效应等。④集成光学：集成光路理论及制造等。6⑤傅立叶光学：光学傅立叶分析、傅立叶变换等。⑥激光光谱学：物质微观结构及分子运动规律的分析等。⑦非线性光学：光学介质与强光的相互作用。瞬态光学、光纤通信、光信息存储、受激拉曼散射、受激布里渊散射、飞秒

3、激光……绪论Introduction80.1光学的研究内容和方法光的本性----光是什么光的传播、发射、接收等规律光和物质相互作用----吸收、散射、色散和光的机械作用，光的热、电、化学和生理效应光在生产和社会生活中的应用一、光学的研究内容9二、光学的重要性年轻而古老：光缆、光盘等——远古到现代基础加应用：力、热、电、光——工业、农业、军事、天文学、医学、电子学、材料科学、化学、生物、通信等理论与实验：张量、卷积、相关、δ函数、傅氏变换——普通光学实验、近代光学实验、现代光学实验等10三、光学的研究方

4、法实践----假说----理论----实践110.2光学发展简史萌芽时期几何光学时期波动光学时期量子光学时期现代光学时期120.2.1萌芽时期：（远古~15世纪末、16世纪初）人与光的联系非常紧密，人类感官收到外部世界的总信息量中，至少有90%是通过眼睛获得的。光学的起源可追溯到古代。13我国春秋战国时期，墨翟（前468~前376）及其弟子所著的《墨经》中有条关于光的记录：（1）影的定义与生成；（2）光与影的关系；（3）光进行的直线性，并用针孔成像说明；（4）光有反射的性能；（5）光和光源的关系而定影

5、的大小；（6）叙述平面镜中物和像的关系；（7）叙述凹球面镜中物和像的关系；（8）叙述凸球面镜中物和像的关系。这是最早的关于光的文字记载，它给出了几何光学性质的正确的、较全面的记载。14希腊的欧几里得（公元前300—275）也曾在书中记录：我们假想光是以直线进行的，在线与线之间还留出一些空隙来，光线自物体到人眼成为一锥体，锥顶在人眼，锥底在物体，只有被光碰到的东西才给我们看见，没有碰上的东西就看不见了。这段记录给出了光的直线传播性质，但错误的认为从人眼向被看见的物体伸展着某些类似触须似的东西。15从墨翟

6、开始的两千多年的漫长岁月构成了光学发展的萌芽时期，在此期间光学发展比较缓慢。人类的光学知识仅限于一些现象和简单规律的描述，如光以球面形式从光源发出，入射光线和反射光线共面且垂直于界面等等。到15世纪末和16世纪初，凹面镜、凸面镜、眼镜、透镜以及暗箱和幻灯等光学元件的相继出现，预示着新的时期即将到来。160.2.2几何光学时期：（16世纪初~19世纪初）这一时期可以称为光学发展史上的转折点。在这个时期，建立了光的反射定律和折射定律，奠定了几何光学的基础。同时为了提高人眼的观察能力，人们发明了光学仪器，第

7、一架望远镜的诞生促进了天文学和航海事业的发展，显微镜的发明给生物学的研究提供了强有力的工具。到17世纪中叶，基本上已经奠定了几何光学的基础。1717世纪下半叶，牛顿和惠更斯等人把光的研究引向讨论光的本性的方向上。牛顿根据光的直线传播性质，提出了光是微粒流的理论。惠更斯反对光的微粒说，从声和光的某些现象的相似性出发，认为光是在“以太”中传播的波。这一时期中，在以牛顿为代表的微粒说占统治地位的同时，以惠更斯为代表的波动说也初步提出来了。180.2.3波动光学时期（19世纪初~20世纪初）到了19世纪初，初

8、步发展起来的波动光学的体系已经形成。1801年杨氏最先用干涉原理令人满意的解释了白光照射下薄膜颜色的由来并做了著名的“杨氏双缝干涉实验”，还第一次成功的测定了光的波长。1815年菲涅耳用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，形成了人们所熟知的惠更斯—菲涅耳原理。19因此，到十九世纪中叶，光的波动理论战胜了微粒学，而牢固的建立起来了。惠更斯的旧波动理论的弱点和微粒理论一样，它们都带有机械论的色彩，认为光是一种弹性波，这样就必须臆想一种特殊的弹性媒质----以太充