2024《大学物理光学》PPT课件.pdf

《大学物理光学》PPT课件目录•光的本质与传播•几何光学基础•波动光学基础•量子光学基础•现代光学技术应用•实验环节与操作指导01光的本质与传播Chapter光的波粒二象性010203光的波动性光的粒子性波粒二象性的统一光具有波动性质，如干涉、光电效应、康普顿效应等光既具有波动性又具有粒衍射等现象表明光是一种现象表明光具有粒子性，子性，二者是统一的。在波动。即光量子（光子）。不同条件下，光表现出不同的性质。光的传播速度与介质关系真空中的光速光速与波长、频率的关系在真空中，光的传播速度最快，约为光速=波长×频率。在真空中，光的波3×10^8m/s。长和频率的乘积等于光速。介质中的光速光在不同介质中传播速度不同，一般小于真空中的光速。介质折射率与光速成反比。光的反射与折射现象光的反射光的折射光在两种介质的分界面上改变传播方向又返回原来光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生介质中的现象。反射定律：反射光线、入射光线和改变的现象。折射定律：折射光线、入射光线和法法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两两侧，反射角等于入射角。侧，折射角与入射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。光的干涉与衍射现象光的干涉两列或几列光波在空间某些区域相遇时相互加强或相互减弱的现象。干涉条件：两列波的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。双缝干涉实验是典型的光的干涉现象。光的衍射光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。衍射现象表明光具有波动性。单缝衍射实验是典型的光的衍射现象。02几何光学基础Chapter光线与光束概念及分类光线光束分类表示光传播方向的几何线，由许多光线组成的集合，根据光的传播方向和截面忽略光的波动性质，用于具有一定的截面形状和发形状，光线和光束可分为研究光的传播路径和方向。散角，用于描述光的空间平行光、发散光和会聚光分布和传播特性。等类型。透镜成像原理及应用成像原理透镜通过改变光线的传播方向，使光线在透镜前后形成清晰的像。透镜的成像规律遵循透镜公式和光路可逆原理。应用透镜广泛应用于摄影、望远镜、显微镜等光学仪器中，用于实现物体的放大、缩小和成像等功能。反射镜成像原理及应用成像原理反射镜通过反射光线来改变光线的传播方向，从而形成像。反射镜的成像规律遵循光的反射定律和光路可逆原理。应用反射镜广泛应用于天文望远镜、激光测距仪、光学干涉仪等光学系统中，用于实现光线的反射、聚焦和成像等功能。光学仪器基本原理1光学仪器的基本构成光学仪器通常由光源、光学元件和探测器等部分组成，用于实现光的发射、传输、变换和接收等功能。光学仪器的分类2根据功能和应用领域，光学仪器可分为测量仪器、观察仪器、分析仪器和实验仪器等多种类型。光学仪器的发展趋势3随着光学技术的不断发展，光学仪器正朝着高精度、高灵敏度、高分辨率和自动化等方向发展。03波动光学基础Chapter波动方程与波动性质波动方程描述光波在空间中传播的数学模型，包括振幅、频率、波长等参数。波动性质光波具有衍射、干涉、偏振等现象，是波动光学的基础。偏振现象及其产生条件偏振现象光波在传播过程中，电场矢量和磁场矢量的振动方向有一定的规律，称为偏振。产生条件当光波通过某些物质或经过反射、折射等作用后，会出现偏振现象。双折射现象及其产生条件双折射现象某些晶体在光波入射时，会将光波分解成两束不同方向的光波，称为双折射。产生条件晶体具有各向异性，即不同方向上的物理性质不同，导致光波在晶体中传播速度不同，从而产生双折射现象。