应用光学-绪论.ppt

1、应 用 光 学,教师： 陈 刚,办公电话：86417581,见到同学们很高兴,测控技术与质量工程研究所,E-mail: ,手机考试成绩构成：,测控技术与质量工程研究所,期末考试卷面成绩: 70分 平时成绩 : 30分 实验成绩： 10分 出勤成绩： 5分 作业+大作业：15分,注意：三次以上缺勤者和实验缺席者 请勿参加期末考试,1、工程光学基础 徐家骅 主编 机械工业出版社 2、几何光学和光学设计李晓彤 主编 浙江大学出版社 3、物理光学与应用光学石顺祥 主编 西安电子科技大学出版社,本门课程的主要参考教材,光，Light，是我们最熟悉的现象之一，没有光，人类就无法生

2、存。,万物生长靠太阳！,地球上的主要能源都是直接或间接来自太阳能！,测控技术与质量工程研究所,生活中，大自然中有关光的现象无处不在,佛光,测控技术与质量工程研究所,彩虹,测控技术与质量工程研究所,海市蜃楼,测控技术与质量工程研究所,日晕,测控技术与质量工程研究所,你还能举些与光有关的现象么？,测控技术与质量工程研究所,光是什么？光的本质是什么？,古希腊人认为光是人眼发出的触须。,墨子在墨经中记载了光的直线传播特性及光在镜面上的反射现象。,测控技术与质量工程研究所,古希腊数学家欧几里德（Euclid）所著的光学也研究了平面镜成像。,十七世纪初，在天文学和解剖学的推动下，光学开始发展起来。,十七世

3、纪末，光学成为物理学的一个重要分支。,几何光学发展最为迅速，荷兰数学家斯涅尔发现的准确的折射定律对于光学仪器的设计和改进具有重要意义！为研究整个光学系统提供了计算的可能。,随着几何光学发展，物理光学开始起步。,由光的干涉、衍射、偏振等现象：证实了光的波动性。,由黑体辐射、光电效应、康普敦效应等现象：证实了光的量子性粒子性。,人们终于认清了光的波粒二重性！波粒二重性其实是一切微观粒子的共同特性。,焦点问题：光的本性问题和光的颜色问题,测控技术与质量工程研究所,除了研究光和物质作用的情况下必须考虑光的粒子性外，可以认为光是一种电磁波。,在透明介质中，波长和光速同时改变，频率不变。,频率决定颜色。,

4、频率、光速、波长有以下关系：,测控技术与质量工程研究所,此后，光学开始进入了一个新的时期，以致于成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。,二十世纪六十年代，激光问世。 从此光学有开始了一个新的发展时期，并发展出了许许多多新兴的光学学科，如：,傅立叶光学,薄膜光学,集成光学,纤维光学,全息光学,红外与微光技术,等等,光学的应用领域越来越广泛,工业上：工具显微镜、汽车车身的检测、机器人视觉、材料金相结构显微镜。,车身模型数字化系统,农业上：收割、除草、叶面与果实的检测。,叶面积仪,军事上：望远镜、夜视仪、导弹制导、激光测距、无人驾驶侦探机、平视显示器等等,红外侦察,激光制导,潜望镜,红外雷

5、达和平视显示器,医学上：CT、胃镜、虹膜检测、生物检测,通信上：光缆通信,航天上：资源勘探、星际探索 哈勃号太空望远镜是被送入轨道的口径最大的望远镜。总长12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直径2.4米，连外壳孔径则为3米，全重11.5吨,哈勃太空望远镜,“哈勃”太空望远镜拍摄的狮子座“NGC 3370”螺旋星系的照片,哈勃太空望远镜拍摄的宇宙快速膨胀的照片,哈勃望远镜2002年5月到12月拍摄到的太空神秘发光星体图片,人们还在不断研究光的应用领域,宇宙1号太阳帆,宇宙1号的太阳帆面积为530.93平方米，由光压获得的推力为255克。如果太阳帆的直径增至300米，其面积则为70686平方米，由

6、光压获得的推力即为0.034吨。根据理论计算，这一推力可使重约0.5吨的航天器在200多天内飞抵火星，飞行距离1.2亿公里。,日用：扫描仪、光碟、照相机,应该指出的是，人们对光的认识还远未完结，对光的本性、传播规律以及光与物质相互作用的研究还在不断继续。,测控技术与质量工程研究所,光学是一门什么样的科学？,狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。,而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到 X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。,测控技术与质量工程研究所,光学的研究内容,基础光学,物理光学,几何光学：,波动光学：研究波动性,量子光学：研究粒子性,采用光的直线传播概念，研究光传播的基本规律和光通过光学系