光有哪些特性？
材料的光学性能
石英等透明材料在红外区的反常色散
当光束通过平整光滑的表面入射到 各向同性介质中去时,它将按照折 射定律沿某一方向折射,这是常见 的折射现象。研究发现,当光束通 过各向异性介质表面时,折射光会 分成两束沿着不同的方向传播,见 图,这种由一束入射光折射后分成 两束的现象称为双折射。许多晶 体具有双折射性质,但也有些晶体 (例如岩盐)不发生双折射。双折射 的两束光中有一束光的偏折方向 符合折射定律, 所以称为寻常光(或 O光)。另一束光的折射方向不符 合折射定律,被称为非常光(或e光)。 一般地说,非常光的折射线不在入 射面内,并且折射角以及入射面与 折射面之间的夹角不但和原来光 束的入射角有关,还和晶体的方向 有关。
材料的光学性能
众所周知,材料对可见光的不同吸收和反射性能使我们周围的世界呈现五光 十色。 金和银对红外线的反射能力最强,所以常被用来作为红外辐射腔内的镀层。 玻璃、石英、金刚石是熟知的可见光透明材料 金属、陶瓷、橡胶和塑料在一般情况下对可见光是不透明的。 橡胶、塑料、半导体锗和硅却对红外线透明。因为锗和硅的折射率大,故被 用来制造红外透镜。 许多陶瓷和密胺塑料制品在可见光下完全不透明,但却可以在微波炉中作食 品容器,因为它们对微波透明。 玻璃、塑料、晶体、金属和陶瓷都可以成为光学材料。 钕玻璃是应用最广泛的大功率激光发射介质。 发光材料的进步对于信息显示技术有重要意义,它给人类的生活带来了巨大 的变化:1929年成功地演示了黑白电视接收机;1953年出现了彩色电视广 播;1964年以稀土元素的化合物为基质和以稀土离子掺杂的发光粉问世,成 倍地提高了发红光材料的发光亮度,这一成就使得“红色”能够与“蓝色” 和“绿色”的发光亮度相匹配,实现了如今这样颜色逼真的彩色电视。
光的传播特性的基本规律。
激光的基础知识
激光的基础知识相信激光这名词对大家来说一点也不陌生。
在日常生活中，我们常常接触到激光，例如在课堂上我们所用的激光指示器，与及在计算机或音响组合中用来读取光盘资料的光驱等等。
在工业上，激光常用于切割或微细加工。
在军事上，激光被用来拦截导弹。
科学家也利用激光非常准确地测量了地球和月球的距离，涉及的误差只有几厘米。
激光的用途那么广泛，究竟它有哪些特点，又是如何产生的呢？以下我们将会阐释激光的基本特点和基本原理。
激光的特性高亮度、高方向性、高单色性和高相干性是激光的四大特性。
（1）激光的高亮度：一般规律认为，光源在单位面积上向某一方向的单位立体角内发射的功率，就称为光源在该方向上的亮度。
激光在亮度上的提高主要是靠光线在发射方向上的高度集中。
激光的发射角极小（一般用毫弧度表示），它几乎是高度平等准直的光束，能实现定向集中发射。
因此，激光有高亮度性。
固体激光器的亮度更可高达1011W/cn2Sr 。
不仅如此，一束激光经过聚焦后，由于其高亮度性的特点，能产生强烈的热效应，其焦点范围内的温度可达数千度或数万度，能熔化甚至于气化对激光有吸收能力的生物组织或非生物材料。
如工业上精密器件的焊接、灯孔、切割；医学上切割组织（光刀）、气化表浅肿瘤以及显微光谱分析等这些新技术都是利用激光的高亮度性所产生的高温效应。
激光功率密度的单位为mw/cm2或W/cm2，能量密度为焦尔/厘米2。
（2）激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。
1962年人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，这两点都是激光加工的重要条件。
（3）激光的高单色性：光的颜色由光的波长（或频率）决定。
一定的波长对应一定的颜色。
太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。
五年级上册科学 第二单元《光》
光对于光，我们都很熟悉。
白天我们在和煦的阳光下工作学习，夜晚我们在皎洁的月光中散步休息；在海上，灯塔给航船指引方向；在野外，篝火给游人带来快乐。
可以说我们离不开光，它给我们以光明和温暖。
对于光，我们其实很陌生。
我们知道它是怎样传播的吗？它有哪些特性？它在现代科技中有哪些应用？现在就让我们进入奇妙的光的世界吧！我们一定玩过这样的游戏吧!想一想影子是怎么产生的，亲自做一做，看看需要有什么条件？ 光源像电灯这样自己发光的物体叫做光源。
想一想，我们还知道哪些光源？ 影子在光的照射下，物体有了影子。
影子都有什么特点呢？让我们分别画出物体的影子，然后用一句话说出我们的看法。
像这样，从不同侧面照射得到的物体的影子叫做投影。
投影在我们生活中很有用处。
知道了这些，再做一做手影游戏，看是否符合这些规律。
将木块放在桌面上，用手电筒从不同的位置照射。
在桌面上分别画出木块的影子。
用手电筒照射距离墙面不同远的三个木块。
在墙面上分别画出它们的影子。
用手电筒从上面和侧面照射一个长方体，分别画出它们在墙上或桌面上的影子。
从清晨到黄昏，太阳在天空中的位置不断变化，阳光下物体的影子也在变化吗？是怎样变化的呢？根据我们上节课的研究，说说我们的推测及理由。
把物体的影子添画在下面的图中。
让我们通过实际的观察来验证我们的想法。
找一根约10厘米长的铅笔（或一根筷子）、一块平滑的木板、一张和木板同样大小的白纸。
把白纸粘在木板上，再把铅笔用橡皮泥垂直地固定在木板上，做一个简易的日影观测仪。
然后把它放在校园里能照到阳光的地方。
先看看太阳在什么方向，量量铅笔影子的长度是多少，然后在白纸上用笔描下铅笔的影子。
观察阳光下物体影子的变化东西南北我们还有什么发现？古代的人们曾经利用日影观测仪计时，能说说其中的道理吗？坚持一段时间的观察，看看我们对阳光下物体影子的变化还有什么新发现。
在课堂上每隔10分钟观察、记录一次。
课后继续观察，每隔一小时观察一次，把太阳的位置和方向，铅笔影子的长度都记录下来。
认识光源幼儿园教案
认识光源幼儿园教案教学背景幼儿园是儿童学习的重要阶段，在这个阶段，孩子们将会对世界产生持久、深远的观念，而在认识世界的过程中，光源是必不可少的一部分。
因此，本教案旨在帮助幼儿园教师向孩子们介绍光源，让他们通过亲身体验、观察和思考，加深他们对光源的认识和理解。
教学目标1.能够认识常见的光源，如太阳、灯、月亮等；2.能够了解光的基本特性，如光的直线传播、反射、折射等；3.通过实物、图片等形式，引发幼儿们对光源的好奇心，增强他们对物理学科的兴趣。
教学内容与方法教学内容1.光源是什么，我们生活中有哪些常见的光源？2.光的基本特性：直线传播、反射、折射等。
3.光源的作用：照明、为生态系统提供能量等。
教学方法1.游戏体验法通过游戏让幼儿更好的认识光源，例如利用灯光创造幻觉、观察月亮出来的时间，让幼儿们更容易理解光源的概念和作用。
2.实物观察法使用实物，如反光镜、小灯泡等，让幼儿看到光源并了解其基本特性，如光的直线传播、反射、折射等。
3.活动体验法包括实地观察、实验室体验等，让幼儿通过实际操作和亲身体验，更加深入地了解光源的特性和作用。
教学过程第一步：认识光源通过图片、实物等形式让幼儿们认识常见的光源，如太阳、灯、月亮等。
第二步：探索光的特性使用反光镜、小灯泡等实物，让幼儿看到光是如何传播、反射、折射等。
第三步：游戏感受光的奥秘通过游戏如亮灯猜谜、手影戏、灯光追逐等游戏，让幼儿更深入的了解光源的作用和特性。
第四步：活动体验光源安排实地观察、实验室体验等活动，让幼儿通过亲身操作感受光源的特性和作用。
教学评价本教案旨在通过多种方式，让幼儿们认识光源，感受光的奥秘，通过亲身体验和观察探索光的特性。
通过教案的实施，希望能够提高幼儿们对物理学科的兴趣，引导他们积极学习和探索光源的相关知识。
激光特性
激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点：即三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）。
1 单色性好：普通光源发射的光子，在频率上是各不相同的，所以包含有各种颜色。
而激光发射的各个光子频率相同，因此激光是最好的单色光源。
由于光的生物效应强烈地依赖于光的波长，使得激光的单色性在临床选择性治疗上获得重要应用。
此外，激光的单色特性在光谱技术及光学测量中也得到广泛应用，已成为基础医学研究与临床诊断的重要手段。
2 相干性好：由于受激辐射的光子在相位上是一致的，再加之谐振腔的选模作用，使激光束横截面上各点间有固定的相位关系，所以激光的空间相干性很好（由自发辐射产生的普通光是非相干光）。
激光为我们提供了最好的相干光源。
正是由于激光器的问世，才促使相干技术获得飞跃发展，全息技术才得以实现。
3 方向性好：激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光照射到月球上形成的光斑直径仅有1公里左右。
而普通光源发出的光射向四面八方，为了将普通光沿某个方向集中起来常使用聚光装置，但即便是最好的探照灯，如将其光投射到月球上，光斑直径将扩大到1 000公里以上。
激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀。
另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”。
4 亮度高：激光的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，强激光甚至可产生上亿度的高温。
激光的高能量是保证激光临床治疗有效的最可贵的基本特性之一。
利用激光的高能量还可使激光应用于激光加工工业及国防事业等。
切换到宽屏19362超声波探伤编辑超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
光纤基本知识考试
基本知识培训光及其特性：1.光纤中应用的是那三种光波，他们的传输特性有哪些？2.光纤结构有哪些？3.光纤的种类按传输模式可分为个有什特点。
4.光纤传输的优点有哪些？5描述常用的光缆线路中的光无源器件。
6衰减核算：发射功率：-6dBm 接收灵敏度：-30dBm ，线路传单模1310 ，能传多远。
光端机的特性：1主要用途有哪些？2要传信源有哪些？3描述数据格式，都有哪些特点？4AIP光端机都有哪些型号，他们的功能有哪些？光纤监控系统传输：基本监控系统图回答一，光及其特性1.光纤中应用的是那三种光波，他们的传输特性有哪些？答：光纤在应用中在三个窗口传输这是大家在长时间的实践中积累出来的，光信号在频带被的传输损耗如下图：就是说分别在850μm，1310μm，1550μm波长的范围内损耗最小，所以光通信都是发生在这3个窗口。
信号在光缆中传输的损耗有两种：分别是衰减和色散。
在三个窗口中1550ｕm 衰减最小(0--3 dB/km)，850ｕm的衰减最大(3—5dB/km)，1310nm 衰减适中(0--5dB/km)。
从这一个方面来讲1550ｕm波是最好的传输窗口。
色散1550ｕm的色散最大，1310ｕm色散为0，850ｕm色散适中。
为了提高带宽容量又提出了WDM波分复用即在一根光纤中同时传输1310ｕm和1550ｕm 的两种波。
还有就是CWDM粗波分复用，即在1550ｕm这一族波中进行波分。
2．光纤结构有哪些？答：光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。
---- 光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
其典型结构是多层同轴圆柱体自内向外为纤芯、包层和涂覆层。
---- 核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成，是光波的主要传输通道,包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。
纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起决定性影响。
第一章 激光的基本原理及其特性
1913年波尔提出了原子中电子运动状态量子化假设。
1917年爱因斯坦从光量子概念出发，重新推导了黑体
辐射的普朗克公式，在推导中提出了两个极为重要地概
念：受激辐射和自发辐射。
（第一章）
物理与电子工程学院
《激光原理与技术》
原子的能级
• 基态
激发态
电子只能处于分立的能级，电磁辐射与物质的相互作用将 导致物质中电子能级的变化，当吸收或辐射能量时，可在 特 定的能级间跃迁；该能量为这两个能级的能量差，并且 该能量差唯一地决定了电磁辐射的频率： ∆Ed t 0
受激跃迁几 率
（第一章）
物理与电子工程学院
《激光原理与技术》
受激吸收的特点
原子的受激吸收几率与外界辐射场的频率有关 原子的受激吸收几率与受激爱因斯坦系数有关 原子的受激吸收几率与外来光辐射能量密度有关
（第一章）
物理与电子工程学院
《激光原理与技术》
光的受激辐射
入射光
h E 2 E 1
(t ) N u 0 e 1 Au 1 1
N u 0e
t
u
u u
Au i
物理与电子工程学院
《激光原理与技术》
自发辐射的特点
原子的自发辐射与原子的本身性质有关，与外界 辐射场无关 自发辐射的随机性，自发辐射光的相位、偏振态 和传播方向杂乱无章
光源发出的光的单色性、定向性很差。没有确定 的偏振状态。
原子数按能级分布
热平衡时，单位体积内处于各个能级上的原子数分布
玻尔兹曼分布律:
N2 N1
e
( E 2 E1 ) kT
高 能 级 低 能 级
物理与电子工程学院
几何光学李晓彤第三版答案
几何光学李晓彤第三版答案
【几何光学李晓彤第三版答案】
一、基础知识：
1. 光路是由什么构成？
光路是由发射源、元件组件、反射和折射来构成的。
2. 光向哪里反射和折射？
光向正交于表面法向量的方向反射，随法向量折射。
3. 光包含哪些物质？
光由电磁波形成，并含有电场和磁场，物质也存在电场和磁场的混合形式。
4. 光的特性有哪些？
光有直接传播、反射、透射、折射以及吸收5种特性。
二、光学原理：
1. 光用什么技术进行测量？
光用光学测量技术来检测视角，计算光线路以及测量参数等。
2. 光的相干性有什么特点？
光的相干性表现为光波的流动方向和波幅有联系，而且量子效应也影响到光的散射和衍射现象。
3. 光的众多变化有哪些？
光的变化包括干涉、半衰减、旋转、内变换等。
4. 什么是漫反射？
漫反射指的是发生在宏观较大物体的表面的平均分布的反射现象，被用于光学仪器的测量。
三、像差术语和法则：
1. 什么是像差？
像差是光聚焦面上像点位置偏离理想聚焦小点位置所形成的像错误现象。
2. 像差用什么技术来消除？
像差可以利用光学校正技术来消除，通过改变介质的形状、折射率和波长来实现。
3. 像差消除的原理是什么？
像差消除的原理是：利用光的反射和折射，使离散光线通过介质改变其传播方向，最终聚焦在视觉面上。
4. 像差消除有哪些应用？
像差消除应用于光学镜片、宇航用望远镜、精密测试仪器等领域，是一门重要且广泛应用的光学技术。
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• 太阳是最大的不源和热源。
• 光能通过凸透镜和凹面镜会聚到一点。 光能通过凸透镜和凹面镜会聚到一点。 会聚到一点 这一点的光很强 温度很高 这一点的光很强，温度很高。
• 光具有能量，光能转变为热能。 光具有能量，光能转变为热能。
• 1.像电灯这样可以自己发光的物体叫光源。 像电灯这样可以自己发光的物体叫光源。 像电灯这样可以自己发光的物体叫光源
• 光的速度很快，每秒30万千米。 光的速度很快，每秒 万千米。
• 光碰到镜面改变了传播方向，被反射回去， 光碰到镜面改变了传播方向， 反射回去， 改变了传播方向 回去 这种现象叫做光的反射 反射光也是以直 反射， 这种现象叫做光的反射，反射光也是以直 线形式传播的 线形式传播的。
光有哪些特性？ 光有哪些特性？ Nhomakorabea• 1.光是直线传播的
• 2.光的传播速度很快,每秒约三十万千米.
• 3.光遇到镜面会反射回去,反射光也是直线 传播的.
• 4强的光温度高,弱的光温度低.
• 14.光弱时瞳孔放大，光强时瞳孔缩小。 光 时瞳孔放大， 时瞳孔缩小。
• 12.会聚太阳光的方法有凹面镜、凸透镜。 会聚太阳光的方法有凹面镜、凸透镜。 会聚太阳光的方法有凹面镜 点燃奥运圣火利用得是凹面镜