南开大学光学工程内部课件Sep 7th

Brief history of optics (cont’ed)
平面镜 (《经下》19/—/42· —) 经：景迎日。说在转。 影子可以由反射(迎)太阳(的光线)形 成。理由在于翻转
经说：景，日之光反烛人，则景在日与人之间。
如果太阳之间
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母国光 战元龄著 《光学》 人民教育出版社
参考书目
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《淮南万毕术》，公元前120左右，淮南王刘安及 其门客的著作。记录了用冰制作透镜的方法： “削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。” 还记录了潜望镜的雏形：“取大镜高悬，置水盆 于其下，则见四邻矣。”
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谭峭《化书》，约公元940年(南 唐)。书中有一段十分有趣的记 录：小人常有四镜。一名圭，一 名珠，一名砥，一名盂。圭视者 大，珠视者小，砥视者正，盂视 者倒。观彼之器，查我之型，由 是无大小，无短长，无妍丑，无 美恶。描述的很有可能是四种透 镜的成像性质。圭是双凹发散透 镜，珠是双凸透镜，砥是平凹透 镜，盂是平凸透镜。
一个受到光照射的人，看起来就好像他在发射出（光线）一样。人的下 部成为（像的）上部，而人的上部成为（像的）下部。人的脚（好像发 出）光在下方被遮蔽（即照到了针孔的下方），（但另一些光线）在上 方成像。人的头（好像发出）光在上方被遮蔽（即照到了针孔的上方）， （但另一些光线）在下方成像。在（离开光源、反射体或像）较远或较 近的某个位置上，有一个距激光的点（端）（即针孔），结果像就只被 允许通过聚集之处（库）的光线所形成
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Euclid, Catoptrics, rectilinear propagation of light, the law of reflection Hero of Alexandria, asserted that light traverses the shortest allowed path between two points. Plato, Republic, the apparent bending of objects partly immersed in water
得到一个影子
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焦点的定义，小孔成像中像的反演(《经下》18/—/40· ) 17
经：景到，在午有端与景长。说在端。
像由于交叉（午）因此是倒立的。交叉的地方是一个点（端）。这影响 像（景）的大小。理由在于点（端）
经说：景，光之人，照若射。下着之人也高，高者之人 也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景 于下。在远近有端于光，故景库内也。
光一照到，影子就消失。但如果影子不
受到扰动，它将永远存在下去
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本影与半影(《经下》17/—/38· ) 16 经：景二。说在重。 有两个影子。道理在于双重(两个光源) 经说：景，二光夹一光。一光者景也。 两条光夹于一个光点。这样，从每一光点

物理学二级学科






理论物理 粒子物理与原子核物理 原子与分子物理 等离子体物理 凝聚态物理 声学 光学 无线电物理
Nobel Laureates in the field of Optics





W. Ketterle (MIT), E. Cornell, C. Wieman –Physics 2001• Z. Alferov, H. Kroemer, J. Kilby –Physics 2000 A. Zewail –Chemistry 1999 S. Chu, C. Cohen-Tannoudji, W. Phillips –Physics 1997 E. Ruska –Physics 1986 N. Bloembergen, A. Schawlaw, K. Siegbahn –Physics 1981 A. Cormack, G. Housefield –Biology or Medicine 1979 M. Ryle, A. Hewish –Physics 1974 D. Gabor –Physics 1971 A. Kastler –Physics 1966 C. Townes(MIT), N. Basov, A. Prokhorov–Physics 1964 F. Zernicke–Physics 1953 C. Raman –Physics 1930 W. H. Bragg, W. L. Bragg –Physics 1915 G. Lippman–Physics 1908 A. Michelson –Physics 1907 J. W. Strutt(Lord Rayleigh) –Physics 1904 H. Lorentz, P. Zeeman–Physics 1902 W. Röntgen–Physics 1901
折射率(《经下》56/—/57· 21) 经：荆之大，其沈浅也。说在见。
荆棘（在水中）的（表观的）大小是这样的，其沉
没的部分看起来是浅的。理由在于表观（见）
经说：荆，沈，荆之见也。则沈浅非荆浅也。若 易，五之一。
沉没的部分是荆棘的外表，因而沉没部分的深浅并 非荆棘本身的深浅。如果做一个比较，（那么可以
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In the Beginning 墨翟，公元前468－376，《墨子》
《墨子》现存53篇，对几何学， 力学，光学等进行了描述
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影子的形成(《经下》16/271/—· ) — 经：景不徙。说在改为。 影子从不移动。道理在于改变行为 经说：景，光至，景忘；若在，尽古息。

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From the seventeenth century Hans Lippershey, Oct. 2, 1608, applied a (maybe the first) patent on refracting telescope Zacharias Jansten(1588-1632) compound microscope Galileo Galilei(1564-1642), Galilean telescope, and introduced experiments into physics René Descartes(1596-1650), Considered light as a pressure transmitted through a perfectly elastic medium (the ether) which fills all space -- wave theory. Light was believed as a longitudinal wave in the ether
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沈括《梦溪笔谈》，公元1086年，记 录了诸多光学现象，如凹透镜，凸透 镜，暗箱成像，魔镜（世有透光鉴， 鉴背有铭文，凡二十字，字极古，莫 能读。以鉴承日光，则背文及二十字 皆透在屋壁上，了了分明。人有原其 理，以谓铸时薄处先冷，为背文上差 厚，后冷而铜缩多，文虽在背，而鉴 面隐然有迹，所以于光中现。余观之， 理诚然如是）等
Optics
Sun, Qian (孙骞)
Photonics research center, School of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, P. R. China Email: Qiansun@ TEL: 0086-22-23506238
参考书目

赵凯华 钟锡华著 《光学》 北京大学出版社
M. Born and E. Wolf, Principle of Optics, 7th edition,
Cambridge University Press

Eugene Hecht, Optics, 4th ed, Addison Wesley, 2002
Atoms
Nebula
Why study optics? Lasers and fiber optics now are replacing wires.
What Should Be Made Clear
What is light? How does light act (propagate)? How to generate light? How to transmit and manipulate? How to describe quantitatively light? What are the usages of light? …………
发现实际深度与表观深度之间的差）是五分之一
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《韩非子》(外储说左，上)

客有为周君画荚者，三年而成。君观之，与髹荚者同
状。周君大怒。• 荚者曰：“筑十版之墙，凿八尺之 画
牖，而以日始出时加之其上而观。”周君为之，• 见 望
其状，尽成龙蛇禽兽车马，万物之状备具。周君大
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