大学物理 光学综述论文
2024年物理光学总结范文(3篇)

2024年物理光学总结范文____年物理光学总结光学作为一门研究光的性质和现象的学科,在____年取得了巨大的发展和进步。
随着科技的不断发展,光学在许多领域都发挥着重要的作用,包括通信、成像、能源以及生命科学等。
在这篇总结中,我们将会回顾____年物理光学的一些重要研究和进展。
一、光学通信光学通信是指利用光进行信息传输的技术。
在____年,光学通信得到了更高速率和更大带宽的突破。
研究人员开发出了基于多级光纤放大器的光纤通信系统,大大增加了网络的传输能力。
此外,量子通信也取得了重大进展。
研究人员成功实现了基于量子密钥分发的安全通信,并且通过量子纠缠实现了远距离的量子通信,为量子计算和量子网络的研究奠定了基础。
二、光学成像光学成像是通过对光的反射、折射和散射进行探测,获得物体的信息。
在____年,光学成像在医学和工业领域取得了重要的突破。
针对医学成像,研究人员开发出了高分辨率的光学相干断层扫描(OCT)技术,可用于早期癌症的检测和诊断。
在工业领域,利用光学成像技术实现了精确的质量检测和表面缺陷的检测,提高了产品的质量和生产效率。
三、光学能源光学能源是指利用光来产生和转换能源的技术。
在____年,光伏技术取得了显著进展。
研究人员开发出了高效率的太阳能电池,并且利用纳米材料增强了太阳能电池的光吸收能力,提高了太阳能电池的转换效率。
此外,利用光合成原理,研究人员还开发出了人工光合作用技术,通过光能将二氧化碳转化为可利用的燃料,为清洁能源的开发提供了新的途径。
四、光学生命科学应用光学生命科学应用是指利用光学技术对生物体的结构和功能进行研究的领域。
在____年,光学显微镜技术得到了进一步的提高。
研究人员开发出了超分辨率显微镜技术,可以突破传统显微镜分辨率的极限,对生物分子的结构和运动进行高清晰度的观察。
此外,基于光学拉曼技术,研究人员还实现了非侵入性的生物体内部成像,为生物体的诊断和治疗提供了新的方法。
总结而言,____年物理光学在通信、成像、能源和生命科学等领域取得了重要的进展。
大学物理论文(波动与光学)

波动与光学(感谢老师这学期为我们的付出,敬佩老师的教学态度,经此我们学到了很多东西,真的很感谢)对于光的认识简史:光是人类和生物生存和发展所必需的,人们对于它的认识却经历了漫长而曲折的过程。
最早的人们认为光是由微粒构成的,牛顿就是微粒说的创始人和坚持者,而惠更斯明确的提出了光是一种波,直至19世纪托马斯—-菲涅耳从实验和理论上建立了光的波动理论。
但他们的认识持有机械论的观点。
19世纪中叶光的电磁理论的建立使人们对于光的认识更近一步,但关于介质的问题仍是矛盾重重,有待解决。
终于于19世纪末迈克尔逊实验及爱因斯坦的相对论得出结论:光是一种电磁波,它的传播不需要任何介质。
首先我们从简单的波动与振动讲起,这是光的波动说的理论基石。
关于振动的理论描述我们有它的简谐振动函数x=Acos(ωt+φ) A Φω是描述简谐运动的三个特征量,通过微分关系我们可以分别得到速度与加速度的公式。
由于简谐运动于匀速圆周运动有许多相似之处,所以在许多方面我们应用参考圆来研究他们的运动。
由简谐运动的动力学方程得k=mω2从这里我们可以对简谐运动下一个动力学定义:质点在与平衡位置成正比而反向的合力的作用下的运动叫简谐运动,由此还可以推出T A 的公式,对于简谐振动的能量我们经过一系列的微分与动力学方程推导我们得到机械能=势能与动能之和而他们的平均值各占一半。
而实际问题中常会遇到几个简谐运动的合成。
我们讨论同意直线相同频率的简谐运动的合成。
经过矢量图法我们可以推得A的合成与φ的函数关系公式。
波动。
一定扰动的传播称为波动。
再此主要研究机械波的一些相关性质的理论。
如声波,地震波,水波等。
虽然各类波的性质不同但他们在形式上由许多相同的特征规律。
我们所讲的简谐波的传播是需要介质的,他的传播形式都要经过介质的传播,这一点是不同于光的。
描述波的运动需要波函数,由于简谐波上的任意质元都在做简谐运动因而简谐波是有周期的,一个周期所传播的距离称为波长λ=uT波形曲线可以详细描述波的运动。
光学论文

论光学发展史10物理学(师范)李海旗2010284112摘要:光学是物理学中最古老的一个基础学科,又是当前科学研究中最活跃的学科之一。
随着人类对自然的认识不断深入,光学的发展大致经历了几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期等5个时期。
本论文主要依照以上的线路去论述光学的发展历程!关键字:几何光学,波动光学,量子光学,现代光学。
一.萌发时期中国古代对光的认识是和生产、生活紧密相连的。
它起源于火的获得和光源的利用,以光学器具的发明、制造及应用为前提条件。
根据籍记载,中国古代对光的认识大多集中在光的直线传播、光的反射、大气光学、成像理论等多个方面。
西方光学的萌发时期,从墨翟开始后的两千多年的漫长岁月构成了光学发展的萌芽时期,在此期间光学发展比较缓慢。
罗马帝国的灭亡(公元475年)大体上标志着黑暗时代的开始,在此之后,欧洲在很长一段时间里科学发展缓慢,光学亦是如此。
除了对光的直线传播、反射和折射等现象的观察和实验外,在生产和社会需要的推动下,在光的反射和透镜的应用方面,逐渐有了些成果。
二.几何光学时期(17世纪—18世纪末)这一时期可以称为光学发展史上的转折点。
在这个时期建立了光的反射定律和折射定律,奠定了几何光学的基础。
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。
荷兰的李普塞在1608年发明了第一架望远镜。
开普勒于1611年发表了他的著作《折光学》,提出照度定律,还设计了几种新型的望远镜,他还发现当光以小角度入射到界面时,入射角和折射角近似地成正比关系。
折射定律的精确公式则是斯涅耳和笛卡儿提出的。
这一时期中,在以牛顿为代表的微粒说占统治地位的同时,由于相继发现了干涉、衍射和偏振等光的被动现象,以惠更斯为代表的波动说也初步提出来了,因而这个时期也可以说是几何光学向波动光学过渡的时期,是人们对光的认识逐步深化的时期.二.波动光学时期(19世纪)19世纪初,波动光学初步形成,其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象。
2024年物理光学总结范文(2篇)

2024年物理光学总结范文____年物理光学总结引言:随着科技的不断发展,物理光学在近年来取得了一系列重大的突破和进展。
____年,作为物理学的重要分支之一,光学在各个领域展现出了巨大的潜力和前景。
本文将对____年物理光学的新发展、新技术和新应用进行综述,以期为读者提供一个对该领域的全面了解。
一、新发展1. 光子学领域的突破____年,在光子学领域,科学家们成功地开发出了新一代光子晶体材料,提高了纳米级光学器件的性能。
这些材料不仅具有优异的光学性能,还能够将光能量转换为电能量,有效提高了太阳能电池的转换效率。
此外,基于量子点的光子晶体也取得了重要的突破,实现了高效、稳定的量子点发光器件。
2. 光学计算和光学信息处理光学计算和光学信息处理是物理光学领域的重要研究方向之一。
____年,科学家们在这方面取得了一系列令人瞩目的成果。
他们研发出了基于光的量子计算机,利用量子纠缠和超导技术实现了实用的光量子计算。
此外,通过光学器件和算法的创新,科学家们还实现了超高速、超低能耗的光学信息处理技术,为信息技术的发展带来了新的突破。
3. 光学成像和显示技术光学成像和显示技术一直是物理光学领域的重点研究方向之一。
____年,科学家们在这方面取得了一系列创新成果。
他们开发出了基于光场调制的全息成像技术,实现了高分辨率、全视角的真实感显示。
此外,他们还研究和应用了超材料、光学纳米结构等新材料,提高了成像和显示的性能,拓展了光学成像和显示的应用领域。
二、新技术1. 超材料技术超材料是一种具有特殊的光学性质的材料,它的出现为物理光学领域带来了新的突破和发展机会。
在____年,科学家们进一步深入研究和应用了超材料技术。
他们利用超材料的负折射率和超透射性质,实现了超分辨率成像和超完备控制,为光学成像和信息处理提供了新的思路和方法。
2. 量子光学技术量子光学作为物理光学的前沿领域之一,在____年发展迅速。
科学家们利用量子光学的原理和技术,实现了量子通信和量子计算的重要进展。
2024年物理光学总结(三篇)

2024年物理光学总结____年物理光学总结____年,物理光学研究在光学领域取得了一系列重大突破和进展。
本文对____年物理光学的主要研究方向和成果进行了总结和归纳,展望了未来发展的方向。
一、非线性光学____年,非线性光学成为了物理光学研究的热点之一。
通过利用非线性光学效应,如自聚焦、自相位调制和光学释放等,研究者们实现了光的高倍增、非线性调制和非线性图像处理等应用。
尤其是在超高速光通信、量子计算和光学图像处理等领域,非线性光学的应用已经取得了显著的进展,为光学信息处理和通信技术的发展提供了新的思路和方法。
二、单光子光学单光子光学作为量子光学的重要分支,在____年得到了广泛的研究和应用。
通过对单个光子的操控和探测,研究者们实现了单光子的产生、传输、干涉和探测等过程,并开展了相关的实验验证和理论研究。
此外,单光子光学还广泛应用于量子通信、量子计算和量子传感等领域,为量子技术的发展提供了重要的基础。
三、拓扑光学拓扑光学是一种新兴的物理光学领域,主要研究光的拓扑性质和拓扑相变等现象。
在____年,研究者们通过设计和制备具有特殊拓扑结构的光学器件,实现了光的传输、聚焦和操控等功能。
拓扑光学不仅在光学器件的设计和制备方面有重要应用,还为光电子学、光子学和光量子计算等领域的发展提供了新的思路和方法。
四、光学成像和超分辨率在____年,光学成像和超分辨率成为了物理光学研究的热点和重点之一。
通过利用高分辨率成像技术和超分辨率成像理论,研究者们实现了对微观物体和生物组织的高分辨率成像,为生物医学研究、材料科学和纳米技术等领域提供了关键技术支持。
五、光子晶体和光子带隙材料光子晶体和光子带隙材料作为新型光学材料,其特殊的光学性质和应用潜力受到了广泛关注。
在____年,研究者们通过新的材料设计和制备方法,实现了光子晶体和光子带隙材料的高效率、宽带和可调控性能,为光学器件和光学传感等领域的应用提供了新的可能。
总结____年,物理光学研究在非线性光学、单光子光学、拓扑光学、光学成像和超分辨率、光子晶体和光子带隙材料等领域取得了显著的进展。
物理光学期末论文

《物理光学》课程论文题目:关于法布里-珀罗干涉仪的探究学院:专业:班级:学号:姓名:关键词:法布里-珀罗干涉仪;光学;谐振;摘要:随着激光技术的发展,光的干涉技术被应用在许多领域。
在这些应用中,能够产生良好的多光束干涉效果的法布里-珀罗干涉仪更是被广泛应用于例如激光器谐振腔、精细距离的测定、信号的检测分析,计算气体折射率等。
这些应用基本体现了法布里—珀罗干涉仪两个方面的优势,一个是干涉仪中两个平板间的多光束干涉,一个是光束透射出两个平板后的多光束干涉。
一.法布里-珀罗干涉仪的原理光学中,法布里-珀罗干涉仪是一种由两块平行的玻璃板组成的多光束干涉仪,其中两块玻璃板相对的内表面都具有高反射率。
法布里-珀罗干涉仪也经常称作法布里-珀罗谐振腔,并且当两块玻璃板间用固定长度的空心间隔物来间隔固定时,它也被称作法布里-珀罗标准具或直接简称为标准具,但这些术语在使用时并不严格区分。
这一干涉仪的特性为,当入射光的频率满足其共振条件时,其透射频谱会出现很高的峰值,对应着很高的透射率。
法布里-珀罗干涉仪这一名称来自法国物理学家夏尔·法布里和阿尔弗雷德·珀罗。
对于法布里-珀罗标准具而言,其透射率随波长的显著变化是由于两块反射板之间多重反射光的干涉。
当透射光为同相时它们有相长干涉,对应着标准具透射率的峰值;而当透射光反相时则对应着透射率的极小值。
多重反射光彼此是否同相,取决于入射光的频率、光线在标准具内传播的折射角、标准具的厚度及其所用材料的折射率。
图 1.1法布里-珀罗干涉仪简图法布里-珀罗标准具中,两束相邻的反射光之间的光程差,在不考虑相移时的相位差为:若两个表面的反射比都为,则标准具的透射率函数由下式给出其中:。
当相邻两束光之间的光程差为波长的整数倍时,透射率函数有最大值1。
在介质无吸光的情形下,标准具的反射率满足:当,也就是光程差为波长的半奇数倍时透射率函数有最小值,此时对应着反射率的最大值在透射率函数上,两个相邻的透射峰值之间的波长间隔被称作标准具的自由光谱范围(FSR),它由下式给出:其中是最近峰值的中心波长。
大学物理论文之光学论文

大学物理论文——光干涉的应用:全息照相技术班级:姓名:学号:我们了解光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子,还有我们实验接触的播磨干涉实验,杨氏双缝实验等等,让我们对光的干涉有了些深入的了解。
其实在它的实际应用岂不更让人意想不到。
光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。
对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。
感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。
对于利用的光的干涉原理制作的全息照相技术定然是未来的主流,那么首先了解下什么事全息照相!全息照相就是一种不用透镜而能记录和再现物体的三维(立体)图象的照相方法。
它是能够把来自物体的光波波阵面的振幅和相位的信息记录下来,又能在需要时再现出这种光波的一种技术。
全息照相原理:光波是一种电磁波,它在传插中带有振幅和相位的信息。
普通照相是用感光材料(如照相底片)作记录介质,用透镜成象系统(如照相机)使物体在感光材料上成象。
它所记录的只是来自物体的光波的强度分布图象,即振幅的信息,而不包括相位的信息。
因此普通照相只能摄取二维(平面)图象。
为要同时记录光波的振幅和相位的信息,可借助于一束相干的参考光,利用物光和参考光的光程差,以确定两束光波之间的相位差。
因此借助参考光,便可记录来自物体的光波的振幅和相位的信息。
全息照相记录过程:在典型的离轴型全息照相的光路布局中(原理图),由激光器发出的光束被分光镜B分成两束光,一束经反射镜M 反射后直接投射于全息底片H(―种高分辨率的感光材料),称为参考光;另一束则照射物体,从物体反射(或透射)的光,称为物光。
物光和参考光在全息底片上相互干涉的结果,构成一幅非常复杂而又精细的干涉条纹图,这些干涉条纹以其反差和位置的变化,记录了物光的振幅和相位的信息。
大学物理光学论文论文

包头师范学院2012 -2013学年第一学期期末考试课试卷考试科目光学信息技术原理及应用成绩院系物理科学与技术学院专业物理级 10姓名张艳有任课教师签名:院系负责人签名:全息摄影的介绍及其应用前景物理科学与技术学院 10级物理系1班张艳有 1009320036摘要本文通过对全息摄影的介绍,来展现这种特殊照相技术与其他传统照相方式相比的优势和相关的应用,以及在特殊场合的应用。
关键字全息摄影;激光光源;三维立体一、全息摄影的百科名片全息摄影亦称:“全息照相”,一种利用波的干涉记录被摄物体反射(或透射)光波中信息(振幅、相位)的照相技术。
全息摄影是通过一束参考光和被摄物体上反射的光叠加在感光片上产生干涉条纹而成。
全息摄影不仅记录被摄物体反射光波的振幅(强度),而且还记录反射光波的相对相位。
二.原理其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,此即拍摄过程:被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。
记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片;其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。
再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。
全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。
全息原理是“一个系统原则上可以由它的边界上的一些自由度完全描述”,是基于黑洞的量子性质提出的一个新的基本原理。
其实这个基本原理是联系量子元和量子位结合的量子论的。
其数学证明是,时空有多少维,就有多少量子元;有多少量子元,就有多少量子位。
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从学科层面审视光学概貌——我对光学的思考李明†(**大学*学院*系*班 ***学号*** 西安710049)中文摘要本文将对光学进行学科层面上的讨论和思考:首先我将简要回顾光学的发展历史,然后简要介绍近现代的光学分支和激光的重要作用。
最后以理论应用结合的角度来对光学的发展历史提出个人的一些想法:诸如解决科学争论的折中办法;如何把握专攻与通识的关系;科学研究要重视学科交叉和有用工具和材料的研究和运用;科学是为社会服务的而不单单是满足科学家的工具。
关键字光学发展史,激光,光学分支,交叉学科PACC:0165 4290正文光学发展史*人类对光学最初的研究,主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体?”之类问题。
约在公元前400多年,中国的《墨经》中记录了世界上最早的光学知识。
公元1590年到17世纪初,詹森和李普希同时独立地发明显微镜;一直到17世纪上半叶,才由斯涅耳和笛卡儿将一些观察结果,归结为今天大家所惯用的反射定律和折射定律。
由此便发展起了应用性很强的几何光学。
1665年,牛顿进行了太阳光的分光实验并发现了牛顿环,同时,他根据光的直线传播性,认为光是一种微粒流,并在均匀媒质内遵从力学定律作等速直线运动,从而对折射和反射现象作了解释。
惠更斯是光的微粒说的反对者,认为光像声一样以球面波的形式传播。
但两种理论都被粗略地提了出来,因而当初两种学说在第一次交锋中谁也没有完全胜利。
但在19世纪初,“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象的发现并被波动说完美解释后,菲涅耳和托马斯杨初步建立了波动光学;在进一步的研究中,观察到了光的偏振和旋光现象。
为了解释这些现象,不得不承认光是纵波。
1856年,韦伯发现光在真空中的速度等于电流强度的电磁单位与静电单位的比值。
从而启示了一个伟大的论断:光是一种电磁波。
这个结论在1888年为赫兹的实验证实,到此波动论才告以结束。
然而,这样的理论还不能解释光的色散现象。
到†联系人地址:******@*****.****参考了/view/47271.htm并根据本文论题做了取舍了1896年洛伦兹创立电子论,才解释了发光和物质吸收光的现象,也解释了光在物质中传播的各种特点,包括对色散现象的解释。
在洛伦兹的理论中,有以太这种广袤无限的不动的 媒质,其唯一特点是,在这种媒质中光振动具有一定的传播速度。
而事实上,1887年迈克耳逊用干涉仪测“以太风”,得到否定的结果,这表明人们对光的本性的认识仍然有不少片面性。
1900年,普朗克从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念,提出了辐射的量子论。
1905年,爱因斯坦又运用普朗克量子论的思想解释了光电效应。
他给光子作了十分明确的表示,特别指出光与物质相互作用时,光也是以光子为最小单位进行的,继而提出的狭义相对论也使人们抛弃了以太的定义。
这样,在20世纪初,一方面从光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波;而另一方面又从热辐射、光电效应、康普顿效应、光压以及光的化学作用等无可怀疑地证明了光的量子性——微粒性。
总结起来就是有关光本质的波粒二象性(似乎只有这样才能令人满意)。
而后从实验上获得的原子光谱的超精细结构,它们都表明光学的发展是与量子物理紧密相关的,量子光学应运而生。
此后在理论的研究上就只是对以前理论的融合及细节的补充了,而在基础之上的应用却在20世纪蓬勃发展,由此产生了光学的很多分支。
光学分支概论将光学各分支画一个结构图如下【1】:上面的结构图需注意一点,各分支并不是就真正成为孤立分支了,而是对光学研究的角度不同罢了,他们的联系还是基础层面的,例如经典光学的几何光学和波动光学就有这样的联系:几何光学是波动光学的短波近似【2】。
再者光学的各种应用分支是从各种理论综合演变而来,为避免将结构图画成网状,故单列其由应用光学衍生。
有关光的基础性的研究中最热衷话题莫非两个【3】,就是“光与物质的相互作用”和“光的本性”,前者是根据对光与已知物质的相互作用的结果,再以光作为探针探求未知物质的微观结构,而后者则涉及到对客观世界的认识的基本问题,但同时也很可能是永远也不可能完美解决的问题,因为如果我们可以精确的了解关灯本质,那么一切有关光学的现象应用将不再成为问题。
光学经典光学 几何光学 波动光学 近现代光学量子光学 光子学 应用光学 全息光学 信息光学 集成光学 生理光学 大气光学 空间光学 ……非线性光学以下我将以各种分支的关系为线索对这些分支进行简要概括:全息光学全息光学是以利用光波动理论中干涉和衍射原理记录再现的全息技术为核心,再配以全息光学元件组合气的分支。
其主要应用于全息测量、全景展示、与信息学交叉实现全息信息存储。
近来的裸眼3D电影技术也应用了全息术,在以后的发展中很可能在电视、展览、显微术、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、遥感,研究和记录物理状态变化极快的瞬时现象、瞬时过程(如爆炸和燃烧)等各个方面获得广泛应用信息光学也称傅里叶光学或者变换光学,这是一个把光的衍射、数学、信息论充分结合的分支【4】,偏重于对光学信号的处理,因为一般仪器接受的多是原始光信号,有许多干扰、噪声、偶然异常需要进一步处理变换。
因而可以应用于图像识别、光学滤波和频谱分析,是目前光学很活跃的一分支。
这个可有家下来的统计表中看出。
集成光学集成光学是研究媒质薄膜中的光学现象以及光学元件集成化的一门学科。
它是在激光技术发展过程中,由于光通信、光学信息处理等的需要,而逐步形成和发展起来的。
于是与信息光学有密切的关系,该分支重要的成果就属光纤了,如今对光纤的研究与应用已几乎成为又一分支学科了,其他的就是大型仪器、加工工艺、元件集成上的研究。
生理光学生理光学是研究眼睛和视觉,是生理学与光学相结合的边缘交叉学科,涉及解剖学、生物化学、物理学和心理学。
研究内容包括眼屈光系统、亮度感觉、空间和时间分辨、色觉及立体视觉等。
所以由此也可以由此来研究怎样用最少的资源来实现视觉上的立体感受,就是实现立体影视的普及问题。
大气光学我们小时候经常对早晨傍晚的壮观景象所震撼,大气光学可以告诉你这是为什么,当然它研究的远不止这些,这个分支是光学与气象学、地理学的交叉学科。
早期大气光学的理论是光波传播规律,随着红外和激光技术的迅速发展,大气气体分子高分辨率吸收光谱的研究、大气气溶胶光学特性的研究、强湍流效应的研究、云雾粒子的不同形状对散射特性的影响及其多次散射的研究、激光和红外大气遥测的研究等方面将成为大气光学的主要研究方向,在大气辐射学环境科学、天气预报、天文、航空、遥感等许多方面,得到广泛的应用。
空间光学这是一门主要应用于航天技术的光学分支,近年来世界各国对航天事业的热衷直接导致了这门学科的飞速发展。
它使人们从地面对空间观测过渡到从空间对地和对天体观测,从而摆脱大气带来的种种限制。
对空间(天体)观测和研究,主要是利用不同波段及不同类型的光学设备,接收来自天体的可见光、红外线、紫外线和软X射线,探测它们的存在,测定它们的位置,研究它们的结构,探索它们的运动和演化规律。
应用方面,主要优质的空间通信系统的研制。
未来将向着改进仪器、降低成本的方向发展。
其他光学分支光物理与其他学科的交叉十分活跃,应用于化学,出现超快光谱技术、高分辨率光谱技术,对原子物理、物质痕量分析、激光分离同位素方面很有帮助;在通信方面,最近又有了光孤子通信技术,它具有容量大、误码率第、抗干扰能力强、传输距离长、中继放大设备简单等特点;激光与量子光学结合使强场及量子相干的研究得到了迅速进展。
未来比较各学科及其研究状况,我将这些分支学科作为搜索词在西安交大中文资源统一检索平台上一一检索,结注:因为各种数据的因素复杂,上面表中的数据只是大体的反应国内实际状况。
激光在现代光学中的重要作用在上面的表中,我们注意到用激光这个关键字得到的检索量是很大的,这也恰好说明了激光在现代各种光学分支中的地位。
事实上,有些光学分支在激光技术未发现之前只是一个理论的想法而已,例如全息光学;其他好多分支就是因为激光的实现而飞速发展的。
由于激光的很多优秀特点,结合机械、医学、加工技术、信息论、军事、能源之后,用它制造了许多高科技性能的产品,诸如激光打标机、激光切割机、激光焊接机、激光模具焊接机、激光雕刻机、激光针灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手术刀、激光炸弹、激光雷达、激光枪、激光管.激光电源、激光镜片等等将来还会更多。
结论光学的波动说和微粒说进行了好几次交锋之后,才得以确立光的本质:波粒二象性。
这个结果也正好说明为什么两种学说在三百年来一直僵持不下。
所以这段故事不仅告诉我们科学之花是开在争鸣之后,而且遇过争论时,几种理论貌似都有道理时,何不将其融合,得出一个类似于波粒二象性的结论呢。
回顾光学我的发展史,我们不禁再次感叹马克思的一句话:科学的道路是充满荆棘的。
不但如此科学还充满了辩证统一性。
到近现代,尽管科学家一直追求一种简洁美,但现实貌似只有越来越艰深的理论才能准确解释客观世界,所以我们不得不把学科分的很细更细,然后在某一个分支中专攻。
同时又为了研究问题去会片面化,必需适时的跳出圈子以了解整个物理全貌。
仔细思考便可发现20世纪发展起来的各种光学分支绝大多数都是学科间的交叉结果。
事实上各学科的关系是呈网状的,所以在某两个学科还未交叉时,你用心去研究它俩说不定还可成为新学科的奠基人呢!纵观物理发展史,20世纪的两大理论成果:相对论和量子力学。
而这两成果都得益于光学的研究,可见20世纪光学在整个物理学的地位,堪称“下金蛋的母鸡”。
但是从科学的角度,物理各个分支无轻重之分的,所以我认为下一个推动理论基础发展的就可能是热学,力学什么的,也有可能还是光学。
从激光在现代科学所起的巨大作用中可看出,有个得力的研究工具是多么重要。
由此我才知道为什么ESA花巨资打造哈勃望远镜。
我认为不光是工具,性能好的材料也是研究的有力助手。
所以当我们研究受阻时,除了在思考问题角度反思,还要想想是否需要一种特殊工具或材料。
总结了那么多光学是应用分支,无论理论多么美妙绝伦,最终还是的回到应用,不然是么也不是,即科学的最终目的是服务于人类社会,而不单单是满足科学家个人的求知欲。
参考文献:【1】惠更斯蔡勖译2007 光论(北京:北京大学出版社)导读p19-23【2】窦春升、张掌权2000宝鸡文理学院学报(自然科学版)Vol20 p146【3】章志鸣、沈元华、陈慧芬2009 光学(北京:高等教育出版社)p3、p4【4】赵凯华2004 光学(北京:高等教育出版社)p6Look at the Profile of the Optical From the Academic Level-My Own Thoughts of OpticalLi Ming †(department of **** **** University Xi’an 710049 China)AbstractThis paper will take the discussion and thinking of optical from subjects level: First, I will briefly review the history of optics, and a brief introduction of modern optical branch and the important role of the laser. Finally,by the views of application combined with the optical theory and the development of the history of optics ,I have some own ideas- such as the compromise solution of scientific controversies; how to grasp the relationship between specialized and general education; emphasing on interdisciplinary research and helpful tools and materials to the research and application; science is to serve the society rather than simply a tool to meet the curious of scientists.Keywords:optical history,laser,branches of optical, interdisciplinaryPACC:0165,4290。