光学教程绪论什么是光学及光学发展史.ppt

1、光学发光和光学，物理和信息工程学学院，参考书：姚启钧，光学教程，赵凯华，钟锡华光学，Contact:钟锡华现代光学基础，绪论Introduction，主要内容，一，光学二，光学研究对象三，光学发展简史四，光学的光是重要的自然现象，我们能看到客观世界的光景，是因为眼睛受到物体的发射、反射、散射的光。 光学是研究光的传播和与物质的相互作用的学科。 电磁波谱，二，光学研究对象，古典光学： 1，几何光学：光的传播、反射、折射、成像等。 2、波动光学：光的干涉、衍射、偏振光等。 量子光学：量子光学：光的吸收、散射、色散、光的本性等。 二、光学研究对象、现代光学激光光学：激光物理、激光技术、激光应用等。

2、全息光学：光学全息和信息处理等。 晶体光学：晶体中光波的传播和晶体的电光效应等。 集成光学：集成光路理论和制造等。 二、光学研究对象、傅立叶光学：光学傅立叶分析、傅立叶变换等。 激光光谱学：物质微观结构和分子运动规律分析等。 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、飞秒激光、三、光学发展简史、萌芽期几何光学期波动光学期量子光学期现代光学期、三、光学发展简史、萌芽期：太古的15世纪末、16世纪初光学的起源是古代， 可以追溯到我国春秋战国时期的墨耀(前468前376 )及其弟子们所着的墨经中，记载了光的直线传播(影子的形成和针孔的成像等

3、)和光的镜面(凹面和凸面)上的反射等现象，提出了一系列的经验规则，提出了物和像的位置及其大小的镜面的曲率无论是时间还是科学，墨经都可以说是关于光学知识的最初记录。 比希腊数学家欧几里得的光学早一百年以上。 三、光学的发展简史、萌芽时期：从春秋战国时代开始的两千多年长的岁月构成了光学发展的萌芽时期，其间光学发展比较缓慢。 到15世纪末和16世纪初，凹面镜、凸面镜、眼镜、透镜、暗室和幻灯片等光学元件相继出现，并预言了新的时期的到来。 三、光学的发展简史、几何光学时期： 16世纪初19世纪初的这个时期可以说是光学发展史的转折点。 这个时期建立了光的反射规律和折射规律，为几何光学奠定了基础。 同时，为

4、了提高人眼的观察能力，人们发明了光学仪器，最初的望远镜的诞生促进了天文学和航海事业的发展，显微镜的发明为生物学的研究提供了有力的工具。 直到17世纪中叶，基本上奠定了几何光学的基础。 三、光学发展的简历，几何光学时期： 17世纪后半期，牛顿和惠亨斯等人把光的研究引入了进一步的发展道路。 牛顿基于光的直线传播的性质，提出了光是微粒流的理论。 惠更斯认为反对光的微粒子，从声音和有光现象的相似性来看，光是在“以太网”上传播的波。 在此期间，以牛顿为代表的微粒子说占主导地位的同时，也初步提出了以惠更斯为代表的波动说。 三、光学发展简史、波动光学时期：从19世纪初20世纪初到19世纪初，初步发展的波动光

5、学体系已经形成。 1801年，杨氏首先以干涉原理满意地说明了照射了白色光的薄膜的颜色的来源，进行了着名的“杨氏双缝干涉实验”，第一次成功地测定了光的波长。 1815年，菲涅耳以杨氏干涉原理补充了惠更斯的原理，形成了众所周知的惠更斯菲涅耳原理。三、光学发展的简单历史，波动光学时期： 1808年马吕斯偶然发现了光在两个介质界面反射时的偏振现象。 后来菲涅耳和阿拉戈研究了光的偏振现象和偏振光的干涉。 1845年法拉第阐明了光学现象和电磁现象的内在关系。 麦克斯韦1865年的理论研究表明光是电磁现象。 这个理论在1888年通过赫兹实验证实了。 迄今为止，光的电磁理论已经确立了。 三、光学的发展简史、波

6、动光学时期：光的电磁理论在物理学的发展中发挥着重要作用，指出了光和电磁现象的一致性，在认识光的本性方面迈出了一大步。 光速的测定。 物理学大楼：力、热、电磁、光两个乌云：热辐射、迈克尔森莫雷实验(Ethere )，三、光学发展简史，量子光学时期：从20世纪初的19世纪末到20世纪初，光学研究深入光的产生、光与物质相互作用的微观机制，揭开了量子光学时期1905年爱因斯坦发展了普朗克的能量子假说，把量子论通过放射线和吸收过程，提出光量子(光子)理论，很好地解释了光电效应，并被之后的许多实验(如康普顿效应)证实了。 三、光学的发展简史、量子光学时期：迄今为止，人们通过光的干涉、衍射和偏振等光学现象证实了光的波动性，而黑体辐射、光电效应、康普顿效应等证实了光的量子性粒子性。 光本性物质(实物粒子和场)的本性波粒二象性，三，光学的发展简史，现代光学时代： 20世纪中的重大发展： 1935杰克相对比显微镜1948伽马全息显微镜1955光学传递函数1960梅曼红宝石激光的诞生，四，光学特征年轻，旧：光应用科学：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、通信等理论和实验：张量、卷积、相关、函数、傅立叶变换普通光学实验、现代光学实验、现代光学实验等光学教程(第