光学小论文
光学论文
理学院电子科学与技术120131326 刘玉光浅谈光学概论【简介】光学已成为为现代科研的重要内容，传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。
光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。
光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。
【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to whole wavelength electromagnetic wave of research. Light is an electromagnetic wave, in physics, electromagnetic wave by electrodynamics of maxwell's equations describing, At the same time, the light has wave-particle duality, need to use the quantum mechanics expression. Optical will become future optical engineering discipline of important development direction.【关键词】光学、现代科技、应用、研究、历史、前景【正文】一、光学简介在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。
这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。
光学选修课结课论文：高光谱成像系统
高光谱成像系统人眼是人类认识外部世界的重要器官，它给我们带了很多的方便。
但是，它并非完美。
有些它本身的局限，如它对外部世界的描述相当于一个积分器，是一个整体的感知。
不能够对各波段光的分布情况显示。
现实生活中，我们恰恰需要对某件物品或者某个整体进行光谱分析从而研究其各部分的理化性质。
那么，多光谱成像仪和高光谱成像仪便应运而生。
多光谱成像技术和高光谱成像技术是有较大区别的。
高光谱和多光谱实质上的差别就是：高光谱的波段较多，谱带较窄。
多光谱相对波段较少。
这里就浅显地介绍高光谱成像系统。
高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。
所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割，不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B的区别，而是在光谱维度上也有N个通道，例如：我们可以把400nm-1000nm分为300个通道。
因此，通过高光谱设备获取到的是一个数据立方，不仅有图像的信息，并且在光谱维度上进行展开，结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据，还可以获得任一个谱段的影像信息。
高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。
目前高光谱成像技术发展迅速，常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。
下面将分条介绍。
一、光栅分光原理。
在经典物理学中，光波穿过狭缝、小孔或者圆盘之类的障碍物时，不同波长的光会产生不同程度的弯散传播，再通过光栅进行衍射分光，形成一条条谱带。
也就是说：空间中的一维信息通过镜头和狭缝后，不同波长的光按照不同程度的弯散传播，这一维图像上的每个点，再通过光栅进行衍射分光，形成一个谱带，照射到探测器上，探测器上的每个像素位置和强度表征光谱和强度。
一个点对应一个谱段，一条线就对应一个谱面，因此探测器每次成像是空间一条线上的光谱信息，为了获得空间二维图像再通过机械推扫，完成整个平面的图像和光谱数据采集。
光学小论文
光学小论文：数码相机原理照相机从胶片式的到如今的数码相机一直在不断发展走进千家万户，那么这个我们经常使用的光学仪器里有多少光学知识呢。
以前我了解甚少，只隐约知道其中有很多透镜组进行成像，买相机是看着那些眼花缭乱的规格参数也是一头雾水。
这学期刚刚学习了光学，我决定通过查阅一些资料运用一些学过的知识，初步了解一下照相机的内部原理。
（1）小孔成像数码相机在基本成像原理上，与传统的胶片相机乃至相机的老祖宗均属“同宗同源”——它们所遵循的都是“小孔成像”原理。
我们知道，光在同一均匀介质中、不受引力作用干扰的情况下，沿直线传播；因此它在遇到阻隔物上的孔洞时会穿过它，并能在孔后一定距离内的对应平面上投射出一个倒立的实影；只要投影面周围的环境足够暗，影像就能被人眼所观看到。
照相技术的发明者正是利用光的这一的特性与传递原理，以光子为载体，把某一瞬间被摄景物的光信息以能量方式通过设在相机上“孔洞”传递给后方的感光材料。
简单地说，照相机的基本工作原理就是——将景物影像通过光线的各种传播特性准确地聚焦在具有感光能力的成像平面上，通过各种辅助手段控制光线的流量，从而获得符合用户要求的影像画面，最后通过不同的手段保存下来。
在照相机上，“小孔成像”原理中的“小孔”就是大家一定不会感到陌生的“镜头”（其实更精确的描述应该是镜头内的光圈孔），而镜头后方的感光体（感光材料）便是“投影面”。
（2）镜头“小孔成像”只能简单地“留影”，却无法便捷地控制成像大小与清晰度，这个问题可以通过使用可改变光线聚散的“透镜”来解决。
为了获取清晰的成像，早在16世纪欧洲人设计的暗箱上就已经采用了透镜，照相机沿用了这一设计并将其发扬光大。
所以准确地说，照相机所遵循的是——以“小孔成像”为基础的“透镜成像”原理。
相机上安装这类透镜的部分就是我们所说的“镜头”。
随着技术的发展，人们发现改变被摄物体或景象的大小范围与清晰度，可通过在镜头中使用、组合不同规格的透镜并调节其位置来实现，因此镜头结构逐渐变得复杂起来。
光学的基本原理及应用论文
光学的基本原理及应用1. 光学的基本原理1.1 光的性质•光是一种电磁波，具有波粒二象性。
•光的频率和波长决定了光的能量和颜色。
•光在介质中传播时会发生折射和反射。
1.2 光的传播模型•光的传播遵循直线传播的几何光学模型。
•光的传播速度在真空中为光速，而在介质中会因折射而减速。
•光的传播路径可以由光线进行描述。
1.3 光的干涉与衍射•光的干涉是指光波叠加到一起形成明暗相间的干涉条纹。
•光的衍射是指光波经过一个较小的孔或缝时发生弯曲并散射到周围区域。
2. 光学的应用领域2.1 光纤通信•光纤通信利用光信号在光纤中的传输来实现信息传输。
•光纤通信具有高带宽、低损耗和抗干扰等优点，广泛应用于长距离和高速通信领域。
2.2 光电子学•光电子学是将光和电子技术相结合的学科。
•光电子学应用于摄像机、激光器、光电传感器等领域。
2.3 光学显微镜•光学显微镜利用光学原理对微小物体进行放大观察。
•光学显微镜广泛应用于生物学、医学等领域。
2.4 光刻技术•光刻技术通过对光敏材料进行曝光和显影来制作微纳米级的器件。
•光刻技术在集成电路制造、光学器件制造等领域具有重要应用。
2.5 光学测量技术•光学测量技术通过利用光的干涉、衍射等原理实现对物体形状、位移、表面质量等参数的测量。
•光学测量技术在制造业、精密测量等领域具有广泛应用。
3. 结论光学作为物理学的重要分支，研究了光的性质、传播模型以及干涉、衍射等现象。
在实际应用中，光学在光纤通信、光电子学、显微镜等领域发挥着重要作用。
此外，光刻技术和光学测量技术也是光学的重要应用方向。
通过对光学的研究和应用，我们能更好地理解光的行为和光与物质的相互作用，为科学研究和技术发展提供了重要支持。
以上是光学的基本原理及应用的简要介绍，希望对您有所帮助。
范华焜的光学实验论文
物理与电子科学学院物理实验报告实验名称：分波面法的研究专业：09级物理学姓名：范华焜学号：0908********指导老师：孙卫真老师分波面法的研究双棱镜干涉现象的研究【摘要】：分波面法是我们常常用来研究光波特性的一种方法之一，双棱镜干涉现象是分波面法的一个重要的运用。
在双棱镜干涉现象的实验中，发现干涉条纹的条纹数与双棱镜到缝光源的距离有关，在实验的过程中，发现当双棱镜到缝光源的距离减小时，条纹数的数目也在减少。
【关键词】：条纹数；距离；减小；减少；一、干涉条纹的实验调节在做实验之前，要做的第一件事就是调节缝光源的宽度和双棱镜到缝光源之间的距离。
只有当缝光源的宽度和双棱镜到缝光源的距离适当的时候，通过目测显微镜可以观察到清晰的、明暗相间的条纹。
在实验的时候发现，要很快地能让双棱镜产生清晰的干涉条纹，缝的宽度要适中，太大了，无法产生干涉条纹；太小了，看不清晰;在调节双棱镜的时候，此外还要注意一定要保持双棱镜的竖直。
二、干涉条纹的数目的推导公式我们知道，当两束频率相同、有固定的相位差、在观察的时间内两束光的振动方向大致在一条直线上的两束光叠加形成明暗相间的条纹，这种现象我们把它叫做光的干涉现象。
在本实验中为了得到两束频率相同的光源，我们用到了双棱镜。
如图（一）所示的装置中，当光线照射到双棱镜时，光线会发生折射现象。
沿着折射光线的反向延长线，分别交于点 、 两点。
则 、 成为两束相干涉光的虚光源。
由于这些光都产生于同一个光源，因此这些光的频率都是相同的光，两个虚光源的频率也可以看成是相等的。
这些光波都是横波，在观察的范围内振动的方向都大致在一条直线上，所以完全满足干涉的条件。
本实验的实验装置与杨氏实验的实验有类似的地方，杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波的假设解释了这个实验。
他认为波面上的任意一点可以看做是新的振源，由此发出的次波，光的向前传播，就是惠更斯原理。
1s 2s 1s 2s在如下的装置图中进行实验：图（一）为了研究的方便，我们将双棱镜放大如下图所示：（图二）在图（二）所示的光路图中，以BD 所在的面为入射的界面，则A 为入射角，γ为折射角，由折射定律可知：nsinA=sin γ 其中n 为双棱镜的折射率，由几何关系可以得：γ=A+δ。
光学在生活的应用及其原理论文
光学在生活的应用及其原理1. 序言光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的学科。
它广泛应用于日常生活中的许多领域，包括通信、医学、工业、娱乐等。
本文将介绍光学在生活中的应用及其原理。
2. 光学在通信领域的应用•光纤通信：光纤通信是利用光的全反射原理将信息通过光信号的传输来实现的。
光纤通信具有传输速度快、抗干扰能力强等优点，广泛应用于电话、互联网等领域。
•光子晶体通信：光子晶体是一种具有周期性的介质结构，在光学通信中可以将其作为光波导来传输信息，具有纳米级别的分辨率和高速的传输速度。
3. 光学在医学领域的应用•光学医学成像：光学医学成像是利用光的散射、吸收、透射等特性来实现对人体内部结构和功能的观察。
例如，X光、CT、MRI等技术都是通过光学原理来实现影像的生成。
•激光治疗：激光在医学领域具有广泛的应用，如激光手术刀、激光疗法等。
激光能够通过光散射、吸收等方式对人体进行精确的处理，具有低创伤、无痛苦等优点。
4. 光学在工业领域的应用•激光切割：激光切割是利用激光的高能量密度来对物体进行切割的技术。
激光切割具有精度高、速度快、不产生机械变形等优点，广泛用于金属、塑料等材料的加工。
•光学测量：光学测量是利用光学原理来对物体的尺寸、形状、表面质量等进行精确测量的技术。
例如，光学投影仪、激光测距仪等都是利用光的反射、折射等特性实现测量。
5. 光学在娱乐领域的应用•光学幕布：光学幕布是利用光的反射和散射特性来实现影像显示的技术。
光学幕布能够提高投影仪的显示效果，使影像更加清晰、明亮。
•光学游戏：光学游戏是利用光学原理设计的一类娱乐产品，如光学迷宫、光学拼图等。
通过光的反射、折射等现象，给用户带来视觉上的乐趣和挑战。
6. 结论光学在生活中的应用广泛而多样，从通信到医学，再到工业和娱乐，都离不开光学的原理。
本文对光学在生活中的应用及其原理进行了简要介绍，希望能够增加对光学学科的认识，并激发读者对光学的兴趣。
大学物理光学论文3000字范文
大学物理光学论文范文引言光学是一门研究光的性质、光的传播以及与物质相互作用的学科。
在大学物理教育中，光学是一个重要的研究领域，涉及到光的直线传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
本文对光的干涉现象进行了深入探讨，通过实验验证了干涉现象与波的性质和光程差的关系。
实验方法实验材料1.激光器2.平面玻璃板3.透明薄膜4.透镜5.直尺6.磁铁7.实验台实验步骤1.在实验台上固定一块平面玻璃板，确保其水平。
2.将透明薄膜放置在玻璃板上，并利用磁铁将其固定在一侧。
3.将激光器调整到合适的位置和角度，使其发出一束平行光。
4.将透镜放置在激光器发出的光束前方，调整透镜位置，使光线在透镜表面相交并汇聚到一点。
5.将透镜后方的光线分成两束，一束经过透镜并经过薄膜射到玻璃板上，另一束直接射到玻璃板上。
6.观察玻璃板上的干涉条纹，并测量不同对称中心到两侧条纹的距离。
实验结果与讨论实验结果表明，通过透明薄膜干涉实验可以观察到明亮和暗淡的干涉条纹。
我们测量了不同对称中心到两侧条纹的距离，并记录了对应的数据。
我们首先观察到了明亮的干涉条纹，这是由不同光线相位差构成的。
当两束光线相位差为$\\frac{\\lambda}{2}$时，光线会加强干涉，形成亮纹。
而当两束光线相位差为$\\lambda$时，光线会减弱干涉，形成暗纹。
通过测量不同干涉条纹之间的距离，我们可以计算出光程差和波长之间的关系。
根据理论推导，两束光线的光程差与干涉条纹之间的距离d的关系可以表示为：$$\\Delta L = d \\cdot \\sin(\\theta)$$其中，$\\Delta L$表示光程差，d表示干涉条纹之间的距离，$\\theta$表示两束光线的夹角。
通过测量不同干涉条纹之间的距离d，我们可以使用上述公式计算出相应的光程差$\\Delta L$。
结论本实验通过透明薄膜干涉实验，观察并验证了光的干涉现象与波的性质和光程差之间的关系。
通过测量不同干涉条纹之间的距离，我们可以计算出相应的光程差，并验证了实验结果与理论推导的一致性。
光学论文
浅谈光学概论【简介】光学已成为为现代科研的重要内容，传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。
光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。
光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。
【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to whole wavelength electromagnetic wave of research. Light is an electromagnetic wave, in physics, electromagnetic wave by electrodynamics of maxwell's equations describing, At the same time, the light has wave-particle duality, need to use the quantum mechanics expression. Optical will become future optical engineering discipline of important development direction.【关键词】光学、现代科技、应用、研究、历史、前景【正文】一、光学简介在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。
这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。
本世纪中叶，产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理的理论和技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录
光速的测量史
第一章-----------------------文艺复兴时期对光速的争议
第二章-----------------------天文学对光速的测量的贡献
第三章-----------------------地球上光速的测量
第四章-----------------------根据麦克斯韦方程组求光速
第五章-----------------------现代光速的测量
第六章-----------------------光速测定的意义
摘要
方法及天文学大尺度对光速的测量的贡献，通过这些数值的一致性，使读者体会到物理学殊途同归的玄妙之处以及先贤们思想的伟大。
Abstract;Through introducing the development of measuring speed of light,this ariticle provide some classical methods and some astronomical methods.Reader will realize the mystery of physics by these accordant date and you also can marvel at the ideas of these great men.
第一章文艺复兴时期对光速的争议
关于光传播速度是否是有限的，文艺复兴时期的物理学家是有不同观点的。
其中开普勒、笛卡尔认为光速传播不需要时间。
而近代实验科学的先驱者伽利略却对此产生了怀疑。
于是于1607年，伽利略运用测声速的方法测量了光速，虽然从理论上讲这种方法能测出光速，但光速很大，1／7秒能绕地球一周多，靠当时的条件在地球上用通常测声速的方法测光速是难以实现的。
在伽利略去世后约30年，丹麦天文学家罗默在观察木星的卫星食中，于1676年指出光速是有限的。
伽利略虽然没有测出光速，但是他开启了人类对光速测量大门的钥匙，给后人指出了一条物理研究的方向。
第二章天文学对光速测量的贡献
1676年，丹麦天文学家罗默第一次提出了有效的光速测量方法。
罗默运用木星卫星的蚀在地球处于不同位置时发生周期的变化来测量的。
木星是一个周期为12年的太阳行星，它有11个卫星，最接近于木星的卫星，其周期是42小时28分16秒，因而它发生蚀的时间很短可以用于测量计时。
经过长期观察，罗默发现从离木星最近时开始计时，在地球运行过1/4周期后，此卫星发生蚀的时间比期周期慢了大约11分钟（此时间差是每次蚀与固有周期之差dt的和），而在罗默的时代，人们已经认识到地球的半径为149．7×106千米，所以罗默算出了光速大约为149.7×108米/t（时间差）=2.15×108米／秒。
这个结果虽然跟现在所测光速精确值相差26%，但限于当时的实验条件，可以说已经很精确了。
值得一提的是，牛顿在其所著《光学》
一书中也提出光速是有限的，每秒钟走2.1*108米（跟精确值偏差31%）。
虽然如此，鉴于当时观测水平低下，还是有人对光速的有限还是无限产生怀疑。
然而詹姆斯·布雷德里在一系列天文观察后提出光行差的概念，即假设光传播是有限的则在其射入地球的时候便因为地球的自转而产生一个额外的角度，这样恒星的实际位置与视觉感到的位置产生偏差，使天空中的恒星看起来在做一个很小的椭圆运动，
k=v/c，v为地球的公转速度观测出k值则带入公式中就求出c。
根据此式詹姆斯·布雷德里求出光速为2.98×108米/秒
第三章地球上光速测量的实现
1849年，菲索用旋转齿轮法测量了光速c = 3.153×108 m/s。
其原理如下图所示：
M1反射来自s的光当经过转动的齿轮时（齿轮齿间间距与齿的宽度相），则有一部分会被齿轮挡住，还有一部分会被经过图中空白的地方而穿过齿轮到达M2，然后经M2反射后重新到达齿轮，在光由齿轮经M2又回到齿轮的过程中，齿轮已经转过一个角度，当齿轮转速达到一定速度时，观察者于M1处将看将不到经M2反射的光，即
c/(2*n*r)=2*l（其中n为齿验中所用齿轮的齿数n=720，齿轮到反射镜的距离L=8.64km，第一次看不到反射光时的转速为r=12.6，带入公式得c=3.135*108m/s.
在菲索之后又有很多实验物理学家在光速测量上做出贡献，但其方法的原理跟菲索齿轮测光速法大同小异。
包括1862年傅科用旋转镜法测的光速为c = 2.98 × 108 m/s,1874年考尔纽改进了齿轮法测得光速为c=2.9999×108 m/s，阿尔伯特·麦克尔逊改进了傅科的旋转镜法，运用旋转八面镜法多次测量于1879年和1882年分别测得光速为c = (2.99910±0.00050) ×108 m/s和
c=(2.99853±0.00060) × 108m/s，后来，他综合旋转镜法和旋转齿轮法的特点，发展了旋转棱镜法，1924～1927年间，得 c
=(2.99796±0.00004) × 108 m/s。
第四章根据麦克斯韦方程组求光速
十七、十八世纪电磁学飞速发展，英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在十九世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。
它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎
样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。
根据麦克斯韦方程组求出c=1/00εμ，所以测光速变
成测真空中磁导率和电导率就可以求出光速，1856年，R.科尔劳施和W.韦伯完成了有关测量，麦克斯韦根据他们的数据计算出电磁波在真空中的波速值为3.1074×108米/秒.
第五章 现代光速的测量
二十世纪电子技术的发展使光速的测量达到了新的精确度，尤其是人们运用电子技术想出的新方法新手段，其中包括1928年Karolus 等人运用克尔盒法测得光速为2.99786±0.00015×108米/秒， 1947年由Essen 等人运用谐振腔法测得光速为2.99792±0.00004×108米/秒，1951年由Bergstand 用光电测距仪测得光速为
2.997931±0.0000026×108米/秒。
随着镭射器的发明，运用稳频镭射器可以是光速测量的不确定性大大降低，其中包括1972年Bay 等人运用稳频氦氖雷射器测得光速为2.99792462±0.00000018×108米/秒，1980年Baird 等人运用稳频氦氖雷射器测得光速为
2.997924581±0.000000019×108米/秒，最终于1983年由国际协议规定光速为2.99792458×108米/秒，使得光速值为确定值。
这为物理学其它基本量的选定提供了重要依据。
第六章 光速测定的意义
因为光速相对于任何参考系都不变，所以用光速定义米，可以使一米的长度很精确，所以米被定义为光在以铂原子钟测量的
0.000000003335640952秒内走过的距离。
在相对论和量子理论中有
很多有关于光速的公式，精确的知道光速后便可以根据这些公式精确的求出一些量，比如说爱因斯坦著名的质能守恒公式，洛仑兹变换，普朗克能量分布方程。
可以说光速的精确对物理学定量计算的意义重大，正是有了光速的精确值，人类才能精确了解光子的概念和其质量，才能更加深刻理解物理学的奥秘，使人类对时间和空间认识达到了超出了经典理论的高度。
参考文献：《光学教程》姚启钧著
《光速测定实验讲义》杭州精科仪器有限公司
《光学》（英）牛顿著
《基本单位表》国际计量大会。