第一章_光和光的传播
费马原理
则易知当i’=i时，QO+OP为光程最短的路径。
§4 费马原理
Q
第一章 光和光的传播
h1
i1
x
p x n1
O
折射定律
过Q、P点作与Σ面 垂直的平面Π 平面Π内的光程比该 平面外的光程短
Q’ M
h i2 2
P
P’
n2
2
QP p
2
(QOP ) n1QO n2OP n1 h1 x 2 n2 h2 ( p x) 2
2
l
光程差
l n2l2 n1l1
§4 费马原理
二 费马原理的表述
第一章 光和光的传播
（1）定义：两点间的实际路径就是光程(或所需传 播时间)平稳的路径 极小值(常见)
(QP ) ndl 0
( L)
P
Q
极大值(个别) 常数值(物—象等光程性)
l1
（2）由费马原理推导几何 光学三定律
① 直线传播定律 ② 反射定律
Q
N l 2
M l3
介质1 n1
介质2 介质3 n2 n3
P
③ 折射定律
§4 费马原理
第一章 光和光的传播
• （1）光的直线传播定律 在均匀介质中，两点间光程最短的路径 是直线。
§4 费马原理
第一章 光和光的传播
Q点发出的光经 反射面Σ到达P点 P’ 是 P 点关于 Σ 面的对称点。 直线QP’与反射 面Σ交于O点。 P，Q，O三 点确定平面Π。
第一节：光的传播
课堂小结：
1.光源：能够自身发光的物体。 2.光源的分类 （1）自然光源：如萤火虫、太阳、恒星、水母等。 （2）人造光源：如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 3.光的传播：光在同中均匀介质中沿直线传播。
播的？
器材：激光器、纸、镊子、空烧杯、蒸发皿、火柴
探究二：光在透明液体（水)中是如何传播的？
器材：激光器、一杯滴有少量牛奶的水
探究三：光在透明固体(玻璃)中是如何传播的？
光在空气中传播的情况
光在水中传播的情况
水
二、光是怎样传播的？
演示实验一：光在气体中的传播 结论：光在气体中沿直线传播 演示实验二： 光在液体中的传播 结论： 光在液体中沿直线传播 光在固体中也是沿直线传播的
声音 在空气中的速度：340米/秒
在真空中最快：3×108 米/秒
光
在空气中的速度：约3×108 米/秒 （在水中的速度：2.25 ×108 米/秒 在玻璃中的速度：2 ×108 米/秒）
★光在空气中1s内传播的距离相当于绕地球7.5圈，
光从月球传到地球只需1.3s。
我们看到了古老的光
光年：等于光在1年内传 播的距离。
1.天气晴朗时，在树荫下的地面上常看到一些 沿直线传播 明亮的小光斑，这是由于光___________ 而形成 圆 形的，是______ 太阳 通过树叶缝 的，这些光斑是___ 像 。 隙所成的____ 2.在下列的一些生活场景中，利用了光在同种均 匀介质中沿直线传播特点的是（ A ） A.在树荫下“躲太阳” B.用放大镜观察细小物 体 C.对着平面镜梳妆 D.站在岸边观赏水中的游鱼
新概念光学各章复习答案
新概念光学各章复习答案复习提纲第一章光和光的传播说明：灰色表示错误。
§1、光和光学判断选择练习题：1. 用单色仪获得的每条光谱线只含有唯一一个波长；2. 每条光谱线都具有一定的谱线宽度；3. 人眼视觉的白光感觉不仅与光谱成分有关，也与视觉生理因素有关；4. 汞灯的光谱成分与太阳光相同，因而呈现白光的视觉效果；§2、光的几何传播定律判断选择练习题：1. 光入射到两种不同折射率的透明介质界面时一定产生反射和折射现象；2. 几何光学三定律只有在空间障碍物以及反射和折射界面的尺寸远大于光的波长时才成立；3. 几何光学三定律在任何情况下总成立；§3、惠更斯原理 1. 光是一种波动，因而无法沿直线方向传播，通过障碍物一定要绕到障碍物的几何阴影区；2. 惠更斯原理也可以解释波动过程中的直线传播现象；3. 波动的反射和折射无法用惠更斯原理来解释；§4、费马原理 1）费马定理的含义，在三个几何光学定理证明中的应用。
判断选择练习题：1. 费马原理认为光线总是沿一条光程最短的路径传播；2. 费马原理认为光线总是沿一条时间最短的路径传播；3. 费马原理认为光线总是沿一条时间为极值的路径传播；4. 按照费马原理，光线总是沿一条光程最长的路径传播；5. 费马原理要求光线总是沿一条光程为恒定值的路径传播；6. 光的折射定律是光在两种不同介质中的传播现象，因而不满足费马原理。
§5、光度学基本概念 1）辐射通量与光通量的含义，从辐射通量计算光通量，视见函数的计算。
2）计算一定亮度面光源产生的光通量。
3）发光强度单位坎德拉的定义。
判断选择练习题：1. 人眼存在适亮性和适暗性两种视见函数；2. 明亮环境和黑暗环境的视见函数是一样的；3. 昏暗环境中，视见函数的极大值朝短波（蓝色）方向移动；4. 明亮环境中，视见函数的极大值朝长波（绿色）方向移动；5. 1W的辐射通量在人眼产生1W的光通量；6. 存在辐射通量的物体必定可以引起人眼的视觉；7. 在可见光谱范围内，相同的辐射通量，眼睛对每个波长的亮度感觉都一样；8. 在可见光谱范围内，相同的辐射通量，眼睛对波长为550nm光辐射的亮度感觉最强；9. 理想漫射体的亮度与观察方向无关；10. 不同波长、相同辐射通量的光辐射在人眼引起的亮度感觉可能一样；填空计算练习题：计算结果要给出单位和正负 1、波长为400nm、500nm、600nm、700nm的复合光照射到人眼中，已知这些波长的视见函数值分别为0.004、0.323、0.631、0.004，若这些波长的辐射通量分别为1W、2W、3W、4W，则这些光在人眼中产生的光通量等于400nm ---。
了解光和光的传播
了解光和光的传播
光是指电磁波较高频率的部分，是人类生活中不可或缺的一部分。
本文将介绍光的基本概念、特性和传播方式。
一、光的基本概念
光是电磁波的一种，它包括电场和磁场两个成分。
正常情况下，这两个成分都是垂直于光线的方向，构成了一个平面波。
光线是一条沿着光传输方向的线，用来表示光的路径。
二、光的特性
光有很多独特的特性，包括折射、反射、散射等等。
其中，折射和反射是人类日常生活中最为熟悉的两种特性。
1.折射
折射是指光穿过两种介质的分界面时，由于两种介质的光速不同，光线方向会发生改变的现象。
这种现象在人类生活中有广泛的应用，如照相机、显微镜等设备中都有折射光学元件的出现。
2.反射
反射是指光线直接从一个物体的表面弹回。
这种现象在天然光景中也非常常见，如太阳光在水面上的反射、镜子的反射等等。
三、光的传播
光的传播是指光在各种介质中的传输过程。
在真空中，光速为
299,792,458米每秒，而在任何其他介质中，光速都会因为介质的不同
而有所不同。
光在介质中的传播速度受到折射率的影响。
一个介质的折射率是指
光在该介质中的速度与光在真空中的速度之比。
介质的折射率越高，
光在其中的速度就越慢。
在现实生活中，我们常见的光的传播有两种方式：直射和散射。
直
射是指光直接沿着一条路径传输，而散射是指光在穿过介质时被散开，并以不同的方向传输。
四、结论
光的传播方式由其折射率和传播介质的物理特性所决定。
熟悉光的
传播方式可以帮助我们更好地利用光在生活中的应用。
探究光的反射现象规律实验教案
探究光的反射现象规律实验教案第一章：光的传播与反射现象简介1.1 光的传播介绍光的传播方式（直线传播、反射、折射）解释光的反射现象（当光线从一种介质射向另一种介质时，发生方向改变的现象）1.2 反射现象的观察观察日常生活中的反射现象（如镜子、水面、光滑物体等）引导学生注意反射现象的特点（光线发生方向改变、形成像等）第二章：反射定律2.1 反射定律的定义与内容介绍反射定律的定义（入射光线、反射光线和法线三者在同一平面内，且入射角等于反射角）解释反射定律的内容（入射光线与反射光线在法线两侧，入射角等于反射角）2.2 反射定律的应用通过实验观察反射定律的应用（如光线从空气射向水面、光线从空气射向镜子等）引导学生理解反射定律在实际生活中的应用（如眼镜、照明设计等）第三章：反射现象的图示与计算3.1 反射现象的图示学习绘制反射现象的图示（入射光线、反射光线、法线等）练习绘制不同角度的入射光线和反射光线图示3.2 反射现象的计算学习使用三角函数计算入射角和反射角（如sin、cos、tan等）练习计算不同角度的入射光线和反射光线的大小第四章：特殊情况下的反射现象4.1 垂直入射光线观察垂直入射光线时的反射现象（入射光线与反射光线重合，法线与表面垂直）解释垂直入射光线时反射定律的特殊情况4.2 平行入射光线观察平行入射光线时的反射现象（反射光线与入射光线平行）解释平行入射光线时反射定律的特殊情况第五章：反射现象的应用5.1 镜子的制作与应用介绍镜子的制作原理（反射涂层、背板等）探讨镜子在日常生活中的应用（如化妆、照相等）5.2 光学仪器中的反射现象介绍光学仪器中反射现象的应用（如望远镜、显微镜等）引导学生理解反射现象在光学仪器中的重要性第六章：实验一：简单的反射现象6.1 实验目的观察和理解光线在平面镜上的反射现象学习使用实验器材进行简单的反射实验6.2 实验原理复习反射定律的内容解释法线、入射角和反射角的概念6.3 实验步骤准备实验器材：平面镜、光源（如手电筒）、量角器、标记笔按照步骤进行实验：1. 将平面镜垂直放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向平面镜3. 使用量角器测量入射角和反射角，并用标记笔在镜面上标出4. 改变光源的位置，观察反射光线的变化6.4 实验观察与记录观察并记录入射光线、反射光线和法线的位置记录不同角度下的入射角和反射角的大小第七章：实验二：反射定律的验证7.1 实验目的通过实验验证反射定律的内容理解入射角和反射角之间的关系7.2 实验原理复习反射定律的定义解释入射角和反射角的概念7.3 实验步骤准备实验器材：平面镜、光源（如手电筒）、量角器、标记笔、透明胶带按照步骤进行实验：1. 将平面镜垂直放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向平面镜3. 使用量角器测量入射角和反射角，并用标记笔在镜面上标出4. 移动光源，改变入射角，测量并标记反射角5. 比较不同入射角下的反射角，验证反射定律7.4 实验观察与记录观察并记录不同入射角下的反射角大小分析实验结果，验证反射定律的正确性第八章：实验三：球面镜的反射现象8.1 实验目的观察和理解球面镜中的反射现象比较平面镜和球面镜对光线的作用8.2 实验原理解释球面镜的折射原理复习反射定律的内容8.3 实验步骤准备实验器材：球面镜、光源（如手电筒）、量角器、标记笔按照步骤进行实验：1. 将球面镜放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向球面镜3. 使用量角器测量入射角和反射角，并用标记笔在镜面上标出4. 改变光源的位置和角度，观察反射光线的变化8.4 实验观察与记录观察并记录不同角度下的入射光线、反射光线和法线的位置比较球面镜和平面镜对光线的作用第九章：实验四：透镜的反射与折射9.1 实验目的观察和理解透镜中的反射和折射现象探讨透镜在光学中的作用9.2 实验原理解释透镜的折射原理复习反射定律的内容9.3 实验步骤准备实验器材：凸透镜、光源（如手电筒）、量角器、标记笔按照步骤进行实验：1. 将凸透镜放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向凸透镜3. 使用量角器测量入射角和反射角，并用标记笔在透镜上标出4. 改变光源的位置和角度，观察反射光线和折射光线的变化9.4 实验观察与记录观察并记录不同角度下的入射光线、反射光线和折射光线的位置分析透镜对光线的作用，探讨反射和折射的关系第十章：实验五：光的干涉与衍射10.1 实验目的观察和理解光的干涉和衍射现象探讨光的波动性与反射定律的关系10.2 实验原理解释光的干涉和衍射原理复习反射定律的内容10.3 实验步骤准备实验器材：干涉仪（或双缝干涉装置）、光源（如激光笔）、光屏、标记笔按照步骤进行实验：1. 设置干涉仪或双缝干涉装置十一章：实验六：光的颜色与光的干涉11.1 实验目的观察和理解光的颜色与光的干涉现象探讨光的波动性与颜色形成的关系11.2 实验原理解释光的颜色形成原理（光的波动性与频率的关系）复习光的干涉原理（干涉现象的产生和观察）11.3 实验步骤准备实验器材：干涉仪、光源（如激光笔）、光屏、标记笔、透明胶带按照步骤进行实验：1. 设置干涉仪，使光线通过干涉仪2. 观察干涉条纹的分布和颜色变化3. 调整光源的位置和角度，观察干涉条纹的变化11.4 实验观察与记录观察并记录干涉条纹的分布和颜色变化分析光的干涉现象与光的颜色的关系十二章：实验七：光的衍射与光的波动性12.1 实验目的观察和理解光的衍射现象探讨光的波动性与衍射现象的关系12.2 实验原理解释光的衍射原理（光的波动性导致的光线弯曲现象）复习光的波动性原理（光的干涉、衍射和偏振）12.3 实验步骤准备实验器材：衍射光栅、光源（如激光笔）、光屏、标记笔按照步骤进行实验：1. 将衍射光栅放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向衍射光栅3. 观察衍射光栅上的衍射条纹4. 改变光源的位置和角度，观察衍射条纹的变化12.4 实验观察与记录观察并记录衍射条纹的分布和变化分析光的衍射现象与光的波动性的关系十三章：实验八：光的偏振与光的波动性13.1 实验目的观察和理解光的偏振现象探讨光的波动性与偏振现象的关系13.2 实验原理解释光的偏振原理（光的波动性中的电场矢量在特定方向上的振动）复习光的波动性原理（光的干涉、衍射和偏振）13.3 实验步骤准备实验器材：偏振片、光源（如激光笔）、光屏、标记笔按照步骤进行实验：1. 将偏振片放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向偏振片3. 观察偏振片上的偏振条纹4. 改变光源的位置和角度，观察偏振条纹的变化13.4 实验观察与记录观察并记录偏振条纹的分布和变化分析光的偏振现象与光的波动性的关系十四章：实验九：光纤通信与光的全反射14.1 实验目的观察和理解光纤通信中的光的全反射现象探讨光的全反射原理及其在实际应用中的重要性14.2 实验原理解释光的全反射原理（光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时发生的现象）复习光纤通信的基本原理（光的传输、全反射和信号放大）14.3 实验步骤准备实验器材：光纤、光源（如激光笔）、光屏、标记笔按照步骤进行实验：1. 将光纤放置在实验台上2. 调整光源的位置，使光线垂直射向光纤3. 观察光纤中的光信号传播4. 改变光源的位置和角度，观察光信号的变化14.4 实验观察与记录观察并记录光信号在光纤中的传播情况分析光的全反射现象在光纤通信中的应用十五章：总结与反思15.1 实验目的总结本门课程的主要实验内容和原理反思实验过程中的观察、分析和解决问题的方式15.2 实验原理总结光的反射现象规律实验的原理和关键点反思实验原理在实际应用中的意义和价值15.3 实验步骤回顾本门课程的实验步骤和关键操作思考实验步骤在实际操作中的注意点和难点15.4 实验观察与记录-重点和难点解析本文主要介绍了“探究光的反射现象规律实验教案”，内容包括光的传播与反射现象简介、反射定律、反射现象的图示与计算、特殊情况下的反射现象、反射现象的应用等五个章节。
光的传播和光的反射
光的传播和光的反射在自然界中，光是一种重要的物理现象，它在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
光的传播和光的反射是光学领域中研究的重点，本文将探讨光的传播和反射以及它们对于我们理解和应用光学原理的影响。
第一部分：光的传播光的传播是指光线在空间中以一定速度的传播过程。
光可以在真空或介质中传播，但其传播速度在不同介质中会有所变化。
根据光的波动性质，光可以通过折射和散射等现象进行传播。
1. 光的直线传播光线在均匀介质中的直线传播是光的基本特性。
光线传播的过程中，可能会发生折射、散射等现象，但整体上光线的传播方向是直线的。
2. 折射现象当光线由一种介质射向另一种介质时，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为折射。
折射是由于光在不同介质中的传播速度不同而引起的，根据斯涅尔定律，光线在两个介质之间的入射角和折射角之间存在一定的关系。
3. 散射现象散射是指光线遇到不均匀介质时，由于介质的颗粒或分子的散射作用，使光线改变原来的传播方向而发生的现象。
散射会导致光线在传播过程中失去方向性，使得光在空间中呈现出散乱的状态。
第二部分：光的反射光的反射是光线遇到物体表面时发生的现象，它是光线从物体表面弹回的过程。
反射是由光线和物体之间相互作用引起的，可以分为镜面反射和 diff 反射两种形式。
1. 镜面反射镜面反射是指光线遇到光滑表面时，光线以入射角等于反射角的方式反射。
镜面反射能够保持光线的方向性，使得我们能够看到镜面上的清晰图像。
镜面反射也是光学仪器中常用的原理，如反射望远镜、平面镜等。
2. diff 反射diff 反射是指光线遇到粗糙表面时，光线被散乱反射的现象。
diff 反射会导致光线失去方向性，使得我们无法观察到具体的反射图像。
在日常生活中，大多数物体表面都是进行 diff 反射的。
第三部分：光的应用与意义光的传播和反射在科学研究、技术发展和生活实践中具有重要的应用价值和意义。
1. 光学仪器光学仪器如望远镜、显微镜、光谱仪等利用光的传播和反射原理来观察和研究微观和宏观世界。
赵凯华光学及习题答案课件
2）光强：通过单位面积的平均光功率，
或者说，光的平均能流密度
3）光强表达式：
? S?
?? E? H
光的本性
光的两种互补性质： 传播过程中显示波动性 与其他物质相互作用时显示粒子性 光具有波粒二象性
五、现代光学时期
<从1950年至今>
1、全息术、光学传递函数和激光的问世 是经典光学向现代光学过渡的标志
2、光学焕发了青春，以空前的规模和速度 飞速发展 1）智能光学仪器 2）全息术 3）光纤通信 4）光计算机 5）激光光谱学的实验方法
波动光学： 研究光的波动性的学科（干涉、衍射、偏振） 量子光学： 研究光和物质相互作用的问题（分子、原子尺度）
近代光学: 激光全息傅利叶和非线性光学
第一章 光和光的传播
§2 几何光学基本定律
1.1 几何光学三定律 1.2 全反射定律 1.3 棱镜与色散 1.4 光的可逆性原理
2.1 几何光学三定律 （1 ）光的直线传播定律：
(n ? 43)
根据折射定律，有
n1 sin i1 ? sin i2
y ? x y' ? x
tan i1
tani2
O
y
y
Q
Q
x
i2
i1 M
空气 水
y' ? y tan i1 ? y sinci1 osi2 ? y 1? n2 sin2 i1
tan i2 sinci2 osi1
n cosi1
小学科学教案设计《光和影》
小学科学教案设计《光和影》第一章：光的传播教学目标：1. 了解光的传播特点，知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
2. 通过实验观察，掌握光在传播过程中的现象。
教学重点：光的传播特点及实验观察。
教学难点：光的传播现象的理解和应用。
教学准备：激光笔、白纸、铅笔、直尺。
教学过程：1. 导入：利用激光笔照射白纸，引导学生观察光的现象。
2. 讲解光的传播特点，引导学生理解光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。
3. 分组实验：让学生用激光笔和白纸进行实验，观察光在传播过程中的现象。
第二章：光的反射教学目标：1. 了解光的反射原理，知道反射光线、入射光线和法线的关系。
2. 通过实验观察，掌握光在不同介质表面反射的现象。
教学重点：光的反射原理及实验观察。
教学难点：反射光线、入射光线和法线的关系。
教学准备：激光笔、白纸、平面镜、玻璃板。
教学过程：1. 导入：利用激光笔照射白纸，引导学生观察光的现象。
2. 讲解光的反射原理，引导学生理解反射光线、入射光线和法线的关系。
3. 分组实验：让学生用激光笔、平面镜和玻璃板进行实验，观察光在不同介质表面反射的现象。
第三章：光的折射教学目标：1. 了解光的折射原理，知道折射光线、入射光线和法线的关系。
2. 通过实验观察，掌握光在不同介质中传播时的折射现象。
教学重点：光的折射原理及实验观察。
教学难点：折射光线、入射光线和法线的关系。
教学准备：激光笔、白纸、水、玻璃棒。
教学过程：1. 导入：利用激光笔照射白纸，引导学生观察光的现象。
2. 讲解光的折射原理，引导学生理解折射光线、入射光线和法线的关系。
3. 分组实验：让学生用激光笔、水和玻璃棒进行实验，观察光在不同介质中传播时的折射现象。
第四章：影子教学目标：1. 了解影子的形成原理，知道光线、物体和影子之间的关系。
2. 通过实验观察，掌握影子在不同光线条件下的变化现象。
教学重点：影子的形成原理及实验观察。
教学难点：光线、物体和影子之间的关系。
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e. 光学原理
玻恩（誉为光学圣经）
第一章 光和光的传播
1.1 光学发展及光的本性
人类感官接收到外部 世界的总信息量中至少有 90％以上通过眼睛； 光学是一门古老的学科， 又是一门新兴的年青学科； 激光器诞生后，光学开 始了迅猛发展，成为科研 前沿极为活跃的学科。
五个时期
一、萌芽时期 公元前500年—公元1500年面镜、眼镜和 幻灯等光学元件已相继出现 （1） “阳燧”取火，金属凹面镜； （2）公元前4世纪， 《墨经》墨家就做过 针孔成像和面镜成像的实验，并给予分 析和解释。 （3）克莱门德（Clemomedes）和托勒密 （C.Ptolemy,90--168）研究了光的 折射现象； （4）培根（R.Bacon,1214--1294）提出 透镜校正视力和采用透镜组构成望远镜 的可能性 ，阿玛蒂（Armati）发明了 眼镜。
在光频波段 1
1/ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 0
c1/ 0 0
n c /
故
S
0 2 n 2 nE E c 0 0
真空中电磁波的波动方程：
2 2 0 2
可得：
1 2 EE c o s ( t ) E ( 1 c o s ( 2 ( t ) ) ) 0 2
光 学
主讲：陈兵兵
学好光学课的重要意义
当今科研前沿的热门学科 光学课程是众多光学相关交叉课程的基础启蒙课程 ： 如：光电子技术，激光原理与技术，量子光学，信息 学光纤光学，集成光学，光谱学，光子开关术全息光 存储技术，光纤通信技术原理，非线性光学，晶体光 学，原子光学，光电信号检测技术等
光学课的特点
l
3）光强： 通过单位面积的平均光功率，
或者说，光的平均能流密度 ， 4）光强表达式： S E HE H
2 0 E H S E H E 0 0
0
0 , 分别是真空介电常数和真空磁率 0
分别是相对介电常数和相对磁率 ,
l/ 8 ~l / 14 imaging resolution
Wang, et.al.,nature. 2,218 (2011)
1.2 光源与光谱
1）任何发光物体都叫光源。光的发射包括热辐射和非热
辐射。 2）可见光的波长范围： 4000 7600 频率： c/ 真空中的光速： c 3 18 0 m /s 对应的频率范围： 7 . 5 ~ 3 . 9 114 0 Hz
v2n v1n
v
1n
v
1t
v v s i n i v s i n i 1 t 1 1 2 t v 2 2
v
1
i1
s i n i / s i n i v / v 1 2 2 1
i2
v 2t
v
2
i / sin i n / n 上式与折射定律 sin 1 2 2 1 v 2n 比较，有 v/v n 2 1 2 /n 1 亦即：光在光密媒质中的速度较大
内容新：中学学得不多，光学发展很快，新内容不断涌现
分支多：几何光学，干涉，衍射，偏振，光与物质的相互作用
公式多：大约有近200个公式 课程编排特点： 重点是物理光学部分 (干涉，衍射，偏振)
如何学好光学课程
课前预习 按时听课 及时复习 独立完成作业 要主动答疑
参考书
a. 新概念物理教程《光学》赵凯华 b. 光学教程 d. 光学 姚启钧 c. 光学 赵凯华、钟锡华 母国光
中国古代铜镜
二、几何光学时期
1500~1800，大约300年
1、斯涅耳和笛卡儿等建立了光的反 射定律和折射定律，奠定了几何光学 的基础； 2、牛顿，伽利略等人研制出了望远 镜和显微镜等光学仪器； 3、牛顿为代表的微粒说占据了统治 地位； 4、对折射定律的解释是错误的。
牛顿制作的反射望远镜
n 2 n1
E E c o s ( t ) 0
Tn Tn 1 1 2 2 2 I S E d t E c o s ( t ) d t 0 0 0 Tc Tc 0 0
n T2 n2 I E ( 1 c o s ( 2 ( t ) ) ) d t E 0 0 0 2 c T 2 c 0 0 2 I 1 n1 E 01 2 在不同媒质中有： I 2 n 2 E 02
四、量子光学时期
1900~1950，近50年
• 惠更斯-菲涅尔的波动理论带有机械论 色彩，认为光是在弹性介质中传播的 弹性波。 • 光的电磁理论主要困难是不能解释光 和物质相互作用的某些现象，例如， 炽热黑体辐射中能量按波长分布的问 题； 3. 1900年普朗克提出了能量量子理论， 成功解释黑体辐射问题； 4、爱因斯坦提出了光量子理论，成功 地解释光电效应问题。
2 在相同介质中有：I nE 0
5）相对光强：
I E
2 0
注意： 光强是一个平均值
n 2 I S E0 2c0
6）光强定义为一个平均值的原因
响应时间：能够被感知或被记录所需的最短时间 人眼的响应时间： t 0 . 1 s
9 最好的仪器的响应时间大约： 10 s 15 光波的振动周期： T 10 s
光的本性
光的两种互补性质：
传播过程中显示波动性 与其他物质相互作用时显示粒子性
光具有波粒二象性
五、现代光学时期 从1950年至今
1、全息术、光学传递函数和激光的 问世是经典光学向现代光学过渡 的标志 2、光学焕发了青春，以空前的规 模和速度飞速发展 1）智能光学仪器 2）全息术 3）光纤通信 4）光计算机 5）激光光谱学的实验方法 6）微纳光学（亚波长光学）
三、波动光学时期 1800~1900，近100年
1、托马斯-杨利用实验成功地解释光的干涉现象； 2、惠更斯－菲涅耳原理成功地解释了光的衍射现象； 3、菲涅耳公式成功地解释了光的偏振现象； 4、麦克斯韦的电磁理论证明光是电磁波； 1888年，赫兹 实验发现电磁波与光波类似性质。 5、傅科的实验证实光在水中传播的速度小于在空气中的 传播速度 6、波动光学的理论体系已经形成，光的波动说战胜了光 的微粒说