2019年物理光学绪论.ppt

•师生的任务和职责•互动讨论•波动光学很重要！很容易!1光学发展历史回顾1.萌芽时期•公元前4世纪,在中国和希腊已有关于光学现象的记录•约100年后，欧几里得(Euclid,约前330-275年)提出反射定律•沈括（公元1031－1095）：深入研究直线传播、球面镜成像2.几何光学时期•17世纪几何光学基础已奠定：如费马的最小时间原理，斯涅耳的实验发现折射定律•同时人们发明了光学仪器，第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。•1704年牛顿出版《光学》：棱镜分光(白光为复合光)，牛顿环的生成及色序，牛顿认为光的本性是微粒。3.波动光学时期•1801-1803杨氏双缝实验成功地观察到了干涉现象。•菲涅耳：惠更斯-菲涅耳原理成功解释了衍射现象。•麦克斯韦(1831一1879)在1865年的理论研究指出，光是一种电磁现象。这个理论在1888年被赫兹(1857一1894)用实验证实。4.量子光学时期•19世纪到20世纪:深入研究光与物质相互作用，发现光的电磁理论的局限性。•普朗克1900年提出量子假说•1905年爱因斯坦提出光子的概念,成功预言了光电效应,建立了光子学说•1924年德布罗意提出物质波，由电子通过金属箔的衍射实验证实•20年代中期,薛定谔、海森伯等人建立量子力学—波动性和粒子性在新的形式下得到统一。5.现代光学时期•1960年梅曼首先成功地制成了红宝石激光器。•从20世纪60年代起，光学与许多科学技术紧密结合、相互渗透，同时又派生出许多崭新的分支学科（如激光技术、傅立叶光学、全息光学、激光光谱学、非线性光学等）。•激光现已广泛应用于打孔、切割、导向、测量、医疗、育种、化学催化、同位素分离、光通讯、光存储、光信息处理等方面。2光学的研究内容、体系光学的研究内容:研究光的本性、光的发射、传播、接收以及光和物质的相互作用等。光学理论体系几何光学反射、折射、透镜经典光学波动光学干涉、衍射、偏振光学量子光学光的发射、吸收、相互作用激光原理及应用傅立叶光学、全息光学现代光学激光光谱学非线性光学---------------3波动光学定义、应用定义:------应用:干涉现象——精密测量和检验(位移、长度、面形、变形------)衍射现象——物质微结构研究、微光学应用偏振现象——物质结构、光效应第一章光的电磁理论基础第二章光波的叠加和分析第三章光的干涉第四章光的衍射第五章光的偏振与晶体光学基础第六章傅里叶光学基础第七章导波光学基础第八章激光基础4课本主要章节电磁场理论光波表达式反射和折射光波的叠加振动频率振动方向第一章第二章从第三章单色光干涉分波面干涉分振幅干涉双光束干涉多光束干涉白光干涉5主要内容FP(杨氏干涉等)等倾干涉等厚干涉薄膜干涉两方面考虑（等倾）第五章光的偏振与晶体光学基础第四章衍射夫琅和费衍射偏振光双折射晶体光学器件偏振光干涉衍射光栅菲涅耳衍射