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《光学》PPT课件

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•沈括(1031~1095年)所著《梦溪笔谈》中,论述了凹面镜、 凸面镜成像的规律,指出测定凹面镜焦距的原理、虹的成因。 培根(1214~1294年)提出用透镜校正视力和用透镜组成望 远镜的可能性。 阿玛蒂(1299年)发明了眼镜。 波特(1535~1561年)研究了成像暗箱。
沈括(1031~1095年) 培根(1214~1294年)
1、光的发射、传播和接收等规律 2、光和其他物质的相互作用。包括光的吸收、散射和色散。 光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用(效应)等。 3、光的本性问题
4、光在生产和社会生活中的应用
三、研究方法
实验 ——假设 ——理论 ——实验
3
§0-2 光学发展简史
一、萌芽时期 世界光学的(知识)最早记录,一般书上说是古希腊欧
5
• 克莱门德(公元50年)和托勒玫(公元90~168年)研 究了光的折射现象,最先测定了光通过两种介质分界面 时的入射角和折射角。
• 罗马的塞涅卡(公元前3~公元65年)指出充满水的玻璃 泡具有放大性能。
• 阿拉伯的马斯拉来、埃及的阿尔哈金(公元965~1038 年)认为光线来自被观察的物体,而光是以球面波的形 式从光源发出的,反射线与入射线共面且入射面垂直于 界面。
几里德关于“人为什么能看见物体”的回答,但应归中国的 墨翟。从时间上看,墨翟(公元前468~376年),欧几里德 (公元前330~275年),差一百多年。
墨翟(公元前468~376年)
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• 从内容上看,墨经中有八条关于光学方面的(钱临照, 物理通极,一卷三期,1951)第一条,叙述了影的定 义与生成;第二条说明光与影的关系;第三条,畅言 光的直线传播,并用针孔成像来说明;第四条,说明 光有反射性能;第五条,论光和光源的关系而定影的 大小;第六、七、八条,分别叙述了平面镜、凹球面 镜和凸球面镜中物和像的关系。欧几里德在《光学》 中,研究了平面镜成像问题,指出反射角等于入射角 的反射定律,但也同时反映了对光的错误认识——从 人眼向被看见的物体伸展着某种触须似的东西。

高三第二轮专题复习课件光学综合题PPT课件

高三第二轮专题复习课件光学综合题PPT课件

A.从玻璃直角三棱镜BC面,射出的是白色光束
B.从玻璃直角三棱镜AC面,射出的是白色光束
C.从玻璃直角三棱镜AC面,射出的是彩色的不平
行光束
D.从玻璃直角三棱镜AC面,射出的是平行于入射
线的彩色光束
A
白光
2020年10月2日
5
B
C
盐城04年调研四12 如图示,用某种透光物质制成的三棱镜ABC
,∠B= ∠C =30°,在平行于BC的直线MN上插两枚大头针P1 、 P2,在AC边的右侧透过棱镜观察大头针P1 、P2像,调整视线方 向,直到P1的像被P2的像挡住,再在AC边的右侧先后插上两枚 大头针P3 、P4,使P3 挡住P1 、P2的像,P4 挡住P1 、P2的像和P3 ,记下P3 、P4的位置,移去大头针和三棱镜,发现4枚大头针的 位置正好在一条直线上,该直线过AB和AC边的中点。
光学综合题
2020年10月2日
1
03年上海高考8
劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示。将 一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入 两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气 薄膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如 图2所示。干涉条纹有如下特点:⑴任意一条明条纹 或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;⑵任意相邻 明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图 1装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形
B
α1
α2
β1
11β2
例7. 如图示,某三棱镜的横截面积为直角三角形,且 ∠A=30°,棱镜材料的折射率为 2 ,棱镜置于真空 中,有单色平行光射向整个AB面,其中一部分光经过 棱镜后垂直于BC面射出. (1)在图中画出一条这样的光路图,并求出此光线在

光学课件:习题

光学课件:习题
率V
像的虚实 虚 实 实 — 虚 虚 虚 虚
像的正倒 倒 正 正 正 正 正 正 正
1. s=24 实物情况
P P’
F’
F
成正立缩小虚像
1. s=-24
虚物情况
P
O
P’
F’
F
成倒立等大虚像
P O P’
F
F’
成正立缩小实像
Байду номын сангаас
P70,习题5
一凹透镜的焦距为12cm,填充下表中的空白,并作
出相应的光路图
(注意此时f=-12)
物距s/cm -24 -12 -6.0 0 6.0 12 24 36
像距s’/cm -24 12 0 -4 -6 -8 -9
横向放大 -1 2 1 2/3 1/2 1/3 1/4
成像作图法
作图法求物象关系时,利用如下三条光线的共轭光线:
1. 物像方折射率相等,通过光心O的光线,经透镜后方向不变。 2. 通过物方焦点F的光线,经透镜后平行于光轴; 3. 平行于光轴的光线,经透镜后通过像方焦点。
P
O F’ F
凹透镜
凸透镜
P’ P
轴外点作图法
P’ O
F’
F
P70,习题4
一凸透镜的焦距为12cm,填充下表中的空白,并作出相应 的光路图
薄透镜横向放大率 V s ' s
s s' f
注意负号!
1. s=24 实物情况 可选三条特征光线中任意两条
P F
F’ P’
成倒立等大实像
2. s=12
P
F
F’
P’
无穷远处等到一倒立放大实像
3. s=0
P
F

《光学》全套课件 PPT

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τ
cosΔ
dt =0
τ0
I = I1 +I2
叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和,
无干涉现象
2、相干叠加 满足相干条件的两束光叠加后
I =I1 +I2 +2 I1I2 cosΔ 位相差恒定,有干涉现象
若 I1 I2
I =2I1(1+cosΔ
)
=4I 1cos2
Δ 2
Δ =±2kπ I =4I1
r2
§1-7 薄膜干涉
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和 折射,可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。
一、薄膜干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉
在一均匀透明介质n1中
放入上下表面平行,厚度
为e 的均匀介质 n2(>n1),
用扩展光源照射薄膜,其
反射和透射光如图所示
a
n1
i
a1 D
B
n2
A
n1 C
2、E和H相互垂直,并且都与传播方向垂直,E、H、u三者满 足右螺旋关系,E、H各在自己的振动面内振动,具有偏振性.
3、在空间任一点处
εE = μH
4、电磁波的传播速度决定于介质的介电常量和磁导率,

u= 1 εμ
在真空中u= c =
1 ≈3×108[m ε0μ0
s 1]
5、电磁波的能量
S
=E
×H ,
只对光有些初步认识,得出一些零碎结论,没有形
成系统理论。
二、几何光学时期
•这一时期建立了反射定律和折射定律,奠定了几何光学基础。
•李普塞(1587~1619)在1608年发明了第一架望远镜。
•延森(1588~1632)和冯特纳(1580~1656)最早制作了复 合显微镜。 •1610年,伽利略用自己制造的望远镜观察星体,发现了木星 的卫星。 • 斯涅耳和迪卡尔提出了折射定律

光学复习ppt课件

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面镜的距离(B )。
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
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23
三、光的折射
光的折射:光由一种介质进入另一种介质,传播方向一 般发生改变的现象,叫做光的折射。
法线
空气
入射光线
反射光线
反射角
光从空气中斜 射向水中时, 一部分光在界
界面
面发生了反射
,另一部分光
射向水中,发

生了折射
规律:
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两种反射
无论是镜面反射,还是漫反射,每一条光线 的反射都遵守光的反射定律
镜面反射
漫反射
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⑴电影银幕用粗糙白布的原因。 ⑵黑板为什么会“反光”?
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14
例子:课室里的同学看到黑板“反光”这是镜面反射, 我们能看到书上的字,这是漫反射。
注意: 无论是镜面反射还是漫反射都要遵守反射定律。
光的反射
光的折射
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32
射光 的 折
楼海
这是什么
现象? 市 怎样形成的? 蜃
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透镜
凸透镜: 中间厚两边薄的透镜 特点: 凹透镜:中间薄两边厚的透镜 特点: 辨别凸透镜和凹透镜
凸透镜使光线会聚 凹透镜使光线发散
凹 透 镜 凸 透 镜凸 透 镜凹 透 镜凸 透 镜
1、入射光线、折射光线、法线 在同一平面上;
2、折线光线、入射光线位于法 线两侧;
空气
3、当光从空气斜射入水或玻璃 水 表面时,折射角小于入射角;
当光从水或玻璃斜射入空气时, 折射角大于入射角。
4、光垂直射到水面或玻璃表面 时,传播方向不变。

大学物理课件第13章 波动光学(习题)

大学物理课件第13章 波动光学(习题)

(1)先由条纹间距算出空气层劈角
x 2
2x
T
2
1
再由两块规的距离 算出高度差 h l l 29.47μm 2x
G1
G2
l
(2)轻压盖板T的中部,两处条纹变化相反,条纹变密的一端高
(3)说明G2的上下两表面不平行,使其上表面不严格平行于G1的上表面, 造成两边空气层劈角不等,劈角差为
2
1
图所示为杨氏干涉装置,其中S为单色自然光源,S1和S2为双孔。
P S
P1 S1
d
P3
F4 F3 F2 F1
F0
S2 P2
D
(1)如果在S后放置一偏振片P,干涉条纹是否发生变化?有何变化?
插入P后,干涉条纹的形状、间距、反衬度均不发生变化。 但由于自然光通过偏振片P时强度减半,导致屏幕上的平 均强度减半,干涉条纹的亮度下降。
正交偏振片之间。从第一块偏振片射出的线偏振光垂直入射在晶
片上,振动方向与晶片光轴方向成 45o 角。试问在透过第二块偏
振片的光在可见光谱中 (400~700nm) 中,缺少哪些波长?如果两
偏振片方向平行,则透射光中缺少哪些波长?假定双折射率 no-
nNe=0.A1A7o22o 可M看A1作AA常2eCe 量。N透晶过解片N: 的C第与两一相M种2干,N情光d透况(位光n:o相轴两差成n偏e为)4振5o(片角2Mk,(+和2如1k)Nπ图时正1。)相交消,
A1
透过 N的两相干光相消时,有
Ao
Ae
A2e ,A2o
C M, N
2 d
(no
ne )
(2k
1)
2d (no ne ) 4300
2k 1 k 1 2

2024版《光学》全套课件

2024版《光学》全套课件

《光学》全套课件CONTENTS •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•非线性光学简介•现代光学技术发展趋势光的本质与传播01光的波粒二象性光的波动性质光在传播过程中表现出波动性,如干涉、衍射等现象。

光的粒子性质光在与物质相互作用时表现出粒子性,如光电效应、康普顿散射等现象。

波粒二象性的统一光既具有波动性又具有粒子性,二者是统一的,可以用波函数来描述。

光在真空中传播的速度最快,约为3×10^8米/秒。

光在不同介质中传播速度不同,与介质的折射率有关。

折射率越大,光在该介质中传播速度越慢。

光在真空中的传播速度光在介质中的传播速度折射率与光速关系光的传播速度与介质关系光的直线传播与衍射现象光的直线传播光在同一种均匀介质中沿直线传播。

光的衍射现象光在传播过程中遇到障碍物或小孔时,会偏离直线传播方向,发生衍射现象。

衍射的种类根据障碍物或孔的尺寸不同,衍射现象可以分为夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射等。

光的偏振与旋光性光的偏振现象光波在某些方向上振动较强,而在另一些方向上振动较弱或没有振动的现象称为偏振。

偏振光的产生与检测通过偏振片可以获得偏振光,利用检偏器可以检测偏振光。

旋光性某些物质能使偏振光的振动平面发生旋转的现象称为旋光性,具有旋光性的物质称为旋光物质。

几何光学基础02光线与光束概念及分类光线定义表示光传播方向的几何线,忽略光的波动性质。

光束分类平行光束、发散光束、会聚光束等。

反射定律与折射定律应用反射定律入射光线、反射光线、法线在同一平面内,且入射角等于反射角。

折射定律入射光线、折射光线、法线在同一平面内,且入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

透镜成像原理及性质分析透镜成像基本原理光线经过透镜后发生偏折,形成实像或虚像。

透镜性质分析焦距、焦度、透过率等参数对成像的影响。

光学仪器基本原理介绍望远镜利用透镜或透镜组来放大远处物体的视角,使远处物体看起来更近、更大。

《光学》全套课件 PPT

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[美]机载激光系统
•近年又产生了付立叶光学和非线性光学。 •付立叶光学:将数学中的付立叶变换和通讯中的线性系 统理论引入光学。
§1-1 光的电磁理论
一、光的电磁理论 按照麦克斯韦电磁场理论,变化的电场会产生变化 的磁场,这个变化的磁场又产生变化的电场,这样变化 的电场和变化的磁场不断地相互激发并由近及远地传播 形成电磁波。
•1610年,伽利略用自己制造的望远镜观察星体,发现了木星 的卫星。
• 斯涅耳和迪卡尔提出了折射定律
三、波动光学时期
• 1801年,托马斯· 杨做出了光的双缝干涉实验 • 1808年,马吕发现了光在两种介质界面上反射时的偏振性。
托马斯· 杨
பைடு நூலகம்
惠更斯
牛顿
• 1815年,菲涅耳提出了惠更斯——菲涅耳原理 • 1845年,法拉弟发现了光的振动面在强磁场中的旋转,揭 示了光现象和电磁现象的内在联系。 • 1865年,麦克斯韦提出,光波就是一种电磁波 通过以上研究,人们确信光是一种波动。
三、研究方法
实验 ——假设 ——理论 ——实验
§0-2 光学发展简史
一、萌芽时期 世界光学的(知识)最早记录,一般书上说是古希腊欧 几里德关于“人为什么能看见物体”的回答,但应归中国的 墨翟。从时间上看,墨翟(公元前468~376年),欧几里德 (公元前330~275年),差一百多年。
墨翟(公元前468~376年)
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
760nm~630nm 630nm~590nm 590nm~570nm 570nm~500nm 500nm~460nm 460nm~430nm 430nm~400nm
光在不同媒质中传播时,频率不变,波 长和传播速度变小。 折射率 n = c = ε μ r r
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一、光的三种现象及应用
光学现象
光的直线 传播
光路图
规律
实例
同一种匀质 影子的形成 介质中沿直 小孔成象 日食月食 线传播 水中倒影 潜望镜 平面镜成像
光的反射
反射定律
光的折射
池水变浅 折射定律 水中筷子上折 透镜成象
比较反射定律与反射定律
(1)四条光线(反射光线、入射光线、法线和 折射光线)共面 (2)反射光线、折射光线都与入射光线分居 法线的两侧 (3)反射角折射角都随着入射角的增大而增大 (4)反射光线和折射光线都是可逆的 (1)反射光线和入射光线位于界面的同侧。折 射光线和入射光线位于界面的两侧
(2)想象一下,看电影时如果将电影屏幕换成平面镜, 观看效果会怎样?
练习: (1)根据图中光线通过某种镜子前后的传播方向,在方 框内填上适当种类的镜子
(2)某人在商店买东西时,他通过镜子发现自己是躺 着的,那么这面镜子与地面成 45 度角放置的。 (3)一发散光线通过某一透镜后仍为发散光线,则该 透镜是:( B ) A凸透镜 B凹透镜 B可能是 凸透镜可能是凹透镜 D无法判断
相 同 点 不 同 点
(2)反射角一定等于入射角,折射角不一定等 于入射角,可大于、等于或小于入射角
练习: (1)如图是光在空气和玻璃两种物质中传播的路线,请用 箭头标出光线的传播方向。其中 BO 入射光线,OA 是反射光线, OC 是折射光线,入射角的大小是 60度 , 反射角的大小是60度 ,折射角的大小 30度 ,光线的由 空气 射入 玻璃 的。 A 30 O 30 B 30 C
(4)钟楼上有一时钟,如图,则此时它在水中的倒影是 9点20分
三 成象知识复习 1 平面镜成象 (1)研究平面镜成象时用 玻璃板 代替平面镜,其目的是 能够测出虚象的大小、到镜的距离以及物象对应点 。 连线是否与镜面垂直。 (2)平面镜成象特点 等大、等距 、物象连线跟镜面垂直、 垂直、正立。 (3)平面镜成象作图有哪两种作法? 答:一是根据平面镜成象特点作图 二是根据光的反射定律作图 A B A A B A
象的性质
不能
同侧
正立
光反向延长会聚
4 平面镜和凸透镜成虚象的区别
象的性质 元件 象的大小物象与镜的位置 成象原因
平面镜 等大 凸透镜 放大
异侧
同侧
反射光线反射延长会聚成
折射光线反射延长会聚成
练习: (1)在做凸透镜成象的实验中,发现物距u=5cm时,成正 立的象,u=8cm时成倒立的象,那么下列判断正确的是( ) A u=4cm时,可能成放大的实象, B u=9cm时,一定成放大的实象, C u=14cm时,可能成缩小的实象, D u=17cm时,一定成缩小的实象。 ( 2 )有一光学仪器,当光无论从哪个方向射入时,它都将 原路射回,此光学仪器是怎样的?
B
B
2 凸透镜成象 C A B B F B F A A
A B u>2f f<v<2f f<u<2f v<2f u<f v<u 象的性质 倒立 缩小 实象 倒立 放大 实象 正立 放大 虚象 应用 照相机 D
投影仪 放大镜
3 凸透镜成实象与虚象比较
象性质
光屏呈现物象与镜位置象的正倒 成象原因 实象 异侧 倒立 光线实际会聚 能 虚象
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