大学光学

合集下载

大学光学重要知识点总结

大学光学重要知识点总结

大学光学重要知识点总结一、光的传播1. 光的波动理论光的波动理论是光学的基础理论之一。

光是一种电磁波,具有波长、频率和振幅等特性。

根据光的波动理论,光在空间中传播时会呈现出各种波动现象,如衍射、干涉等。

2. 光的速度光的速度是一个常数,即光速。

经典物理学认为,光在真空中的速度为3.00×10^8m/s,而在介质中的速度会略有变化。

3. 光的直线传播根据光的波动理论,光在各种介质中传播时会呈现出一定的直线传播特性,这是光学成像等现象的基础。

4. 光的衍射光的衍射是光在传播过程中遇到障碍物或小孔时发生的波动现象。

衍射现象是由光的波动特性决定的,可用于解释光的散射、干涉等现象。

二、光的折射1. 光的折射定律光的折射定律是光学的重要定律之一。

它描述了光线在两种介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系。

根据折射定律,入射角和折射角满足一个固定的比例关系,即折射率的比值。

2. 光的全反射当光线从折射率较高的介质射向折射率较低的介质时,当入射角达到一定的临界角时,光线将会全部反射回原介质中,这种现象称为全反射。

3. 光的偏振光是一种横波,它的振动方向对于传播方向是垂直的。

当光线在某些条件下只有一个振动方向时,称为偏振光。

三、光的干涉1. 光的干涉现象光的干涉是光学领域中一个重要的现象。

当两束相干光线叠加在一起时,它们会产生明暗条纹的干涉现象。

这种现象是由光的波动特性决定的。

2. 干涉条纹的特性干涉条纹呈现出一定的规律性,包括等倾干涉和等厚干涉等。

在实际应用中,可以通过观察干涉条纹来测量光的波长、介质的折射率等。

3. 干涉仪的应用干涉仪是利用光的干涉现象来测量各种参数的仪器,包括菲涅尔双镜干涉仪、迈克尔逊干涉仪等。

它们在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。

四、光的衍射1. 光的衍射现象光的衍射是光学的另一个重要现象。

当光线遇到障碍物或小孔时,会呈现出一系列的衍射现象,包括菲涅耳衍射、费涅尔-基尔霍夫衍射等。

光学工程排名

光学工程排名

光学工程排名光学工程是研究光的发射、传输、控制和捕捉等光学现象的学科,其在现代科技和工程领域中具有重要的地位和应用价值。

光学工程专业培养能够研发、设计和应用光学系统的专业人才,其课程内容涵盖光学基础知识、光学仪器设计、光学信息处理和光学应用等方面。

为了帮助学生选择合适的光学工程专业,本文将介绍几所在光学工程领域具有较高声誉的大学和研究机构,并根据其教学和研究实力进行排名。

1. 麻省理工学院(MIT)麻省理工学院在光学工程领域具有全球领先地位,其光学与光子学中心是世界上最重要的光学研究机构之一。

该中心拥有一流的教师团队和先进的实验设施,为学生提供了丰富的学术资源和研究机会。

2. 加州理工学院(Caltech)加州理工学院的光学工程专业也享有很高的声誉,其光学与纳米科学研究中心是世界光学研究领域的重要力量。

该研究中心聚集了一批顶级的教授和研究人员,致力于推动光学工程的前沿研究和创新。

3. 斯坦福大学(Stanford University)斯坦福大学的光学工程专业在教学和研究方面也有较大优势。

其光学研究实验室拥有世界一流的实验设备和设施,为学生提供了良好的科研平台。

该实验室的教职员工均为具有丰富经验和出色成就的专家和学者,能够对学生进行良好的指导和培养。

4. 康奈尔大学(Cornell University)康奈尔大学的光学工程专业在教学和研究方面也有很好的表现。

该大学拥有一流的教师团队和丰富的光学实验室,培养了众多光学领域的杰出科学家和工程师。

康奈尔大学的光学工程专业注重理论研究和实践能力的培养,为学生提供了全面的光学学习和实验平台。

5. 哈佛大学(Harvard University)哈佛大学在光学工程领域也有一定的声誉,其光子学与光学信息研究中心是学术界的重要力量。

该研究中心聚集了一批顶级的教授和研究人员,致力于推动光学工程的前沿实践和应用。

6. 北京大学北京大学的光学工程专业是中国具有较高声誉的专业之一。

大学物理光学总结(二)2024

大学物理光学总结(二)2024

大学物理光学总结(二)引言概述:光学是物理学中一个重要的分支,研究光的传播、成像以及光与物质的相互作用等问题。

本文将从五个重要的大点出发,对大学物理光学的相关内容进行总结与分析,为读者提供一个快速了解光学的途径。

正文:1. 光的干涉和衍射1.1 光的干涉现象1.1.1 杨氏实验1.1.2 干涉条纹的产生原理1.1.3 干涉的条件和分类1.2 光的衍射现象1.2.1 菲涅尔衍射和菲涅耳衍射公式1.2.2 高斯衍射公式1.2.3 衍射的条件和分类2. 光的偏振与散射2.1 光的偏振现象2.1.1 偏振光的产生与检测2.1.2 光的偏振态和偏振光的超精细结构2.1.3 光的偏振与光的传播方向2.2 光的散射现象2.2.1 雷利散射和米氏散射2.2.2 瑞利散射公式和米氏散射公式2.2.3 光的散射与物质的介电性质3. 光的色散与光的成像3.1 光的色散现象3.1.1 光的折射定律3.1.2 不同介质中的光速和折射率3.1.3 瑞利公式和阿贝尔公式3.2 光的成像现象3.2.1 薄透镜成像的基本原理3.2.2 薄透镜成像的光学公式3.2.3 光的几何光学成像和实际成像的区别4. 光的波动和相干性4.1 光的波动现象4.1.1 光的起源和光的波动理论4.1.2 光的波动性质和波动光的衍射4.1.3 光的波动与光的电磁理论4.2 光的相干性现象4.2.1 相干的条件与相干光的特点4.2.2 干涉仪器与相干的应用4.2.3 光的相干性与光的相长相消干涉5. 光的光学仪器与光的应用5.1 光谱仪及其应用5.1.1 分光器的原理和结构5.1.2 分光光度计和光谱仪的构成5.1.3 火焰光谱法和原子吸收光谱法5.2 光的干涉仪器与应用5.2.1 迈克尔逊干涉仪和弗洛姆干涉仪5.2.2 干涉仪的干涉条纹和精密测量的应用5.2.3 波段干涉仪和干涉滤波器的原理与应用总结:本文从干涉和衍射、偏振与散射、色散与成像、波动与相干性以及光学仪器与应用等五个大点,对大学物理光学的相关知识进行了概要总结。

大学物理中的光学原理与现象

大学物理中的光学原理与现象

大学物理中的光学原理与现象光学是物理学的一个分支,研究光的传播、反射、折射、干涉等现象及其规律。

在大学物理学习中,光学是一个重要的课程内容,涵盖了许多基本的光学原理与现象。

本文将对大学物理中的光学原理与现象进行探讨。

一、光的传播光的传播是指光线在介质中的传播过程。

光线是表示光传播方向的一条线,在同一介质中是沿直线传播的,但在不同介质中会发生折射现象。

折射是光线从一种介质传播到另一种介质时的偏离现象,符合斯涅尔定律,即折射角与入射角的正弦之比在两种介质中的光密度之比为常数。

二、光的反射光的反射是指光线遇到边界时,从入射介质回到原介质的现象。

根据光的反射定律,入射角等于反射角,即入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。

三、光的色散光的色散是指光在由光密度不同的介质中传播时,不同波长的光受到不同程度的偏折现象。

著名的色散现象是通过三棱镜将白光分解成彩虹七色,这是因为不同波长的光在折射时偏离角度不同。

四、光的干涉光的干涉是指两束或多束光线叠加在一起时产生明暗交替的现象。

其中的重要原理是双缝干涉和薄膜干涉。

双缝干涉是指在一束光通过两个狭缝时,形成干涉条纹的现象。

薄膜干涉是指在光线通过薄膜时,由于不同波长的光在薄膜上反射和透射的相位差引起明暗条纹。

五、光的衍射光的衍射是指光线通过物体的缝隙或物体的边缘时会发生弯曲和扩散的现象。

著名的衍射实验是杨氏双缝实验,利用两个狭缝让光通过,在幕后观察到光的衍射现象。

光学原理与现象的学习不仅局限于理论知识的掌握,还需要实践与实验的结合。

通过实验,我们可以验证光学原理,观察各种光学现象。

举一个例子,我们可以利用凹凸透镜观察光的折射现象,并通过实验数据计算出透镜的焦距等参数。

总结起来,大学物理中涉及的光学原理与现象主要包括光的传播、反射、折射、色散、干涉和衍射等。

这些原理和现象在日常生活中有着广泛的应用,如镜子的反射、眼镜的折射、彩色光的合成等。

因此,了解和掌握光学原理与现象对于深入理解和应用光学知识具有重要意义。

大学物理光学部分知识点

大学物理光学部分知识点

大学物理光学部分知识点大学物理光学部分知识点在日常的学习中,说到知识点,大家是不是都习惯性的重视?知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。

为了帮助大家掌握重要知识点,下面是店铺收集整理的大学物理光学部分知识点,欢迎阅读与收藏。

大学物理光学部分知识点一、光的反射1、光源:能够发光的物体叫光源2、光在均匀介质中是沿直线传播的大气层是不均匀的,当光从大气层外射到地面时,光线发了了弯折3、光速光在不同物质中传播的速度一般不同,真空中最快,光在真空中的传播速度:C=3×108m/s,在空气中的速度接近于这个速度,水中的速度为3/4C,玻璃中为2/3C4、光直线传播的应用可解释许多光学现象:激光准直,影子的形成,月食、日食的形成、小孔成像等5、光线光线:表示光传播方向的直线,即沿光的传播路线画一直线,并在直线上画上箭头表示光的传播方向(光线是假想的,实际并不存在)6、光的反射光从一种介质射向另一种介质的交界面时,一部分光返回原来介质中,使光的传播方向发生了改变,这种现象称为光的反射7、光的反射定律反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角可归纳为:“三线一面,两线分居,两角相等”理解:(1)由入射光线决定反射光线,叙述时要“反”字当头(2)发生反射的条件:两种介质的交界处;发生处:入射点;结果:返回原介质中(3)反射角随入射角的增大而增大,减小而减小,当入射角为零时,反射角也变为零度8、两种反射现象(1)镜面反射:平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出,只能在某一方向接收到反射光线(2)漫反射:平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去,即在各个不同的方向都能接收到反射光线注意:无论是镜面反射,还是漫反射都遵循光的反射定律大学物理光学学习方法一、认真预习,画出疑难。

在这个环节中,必须先行学习教程(提前任课教师两个课时),画出自己理解不清,理解不了的部分。

大学物理光学部分总结

大学物理光学部分总结
两束相干光波在空间相遇时,会 在某些位置产生加强,在某些位 置产生减弱的干涉现象。
薄膜干涉
光波在薄膜表面反射和透射时产 生的干涉现象,常用于增反膜和 增透膜的设计。
光的衍射现象
单缝衍射
光波通过一个狭窄的缝隙时,会在屏 上产生明暗相间的衍射条纹。
圆孔衍射
光波通过一个圆孔时,会在屏上产生 明亮的中心和逐渐减弱的衍射条纹。
吸收光谱
物质对不同波长的光的吸收程度 不同,形成了物质的吸收光谱。 通过对吸收光谱的分析,可以了 解物质的组成和性质。
吸收系数
物质对光的吸收能力可以用吸收 系数来表示,吸收系数越大,表 示物质对光的吸收能力越强。
光散射
光的散射现象
当光通过物质时,由于物质中微粒的散射作用,光发生散射现象,散射光的强度和方向 与入射光的波长、微粒的大小和形状有关。
3
光的相干性
同频率、同方向、同相位的光波具有相干性。
光的传播
反射定律
光在平滑界面上按特定角度反射 。
折射定律
光在不同介质间传播时,传播方向 发生变化。
光速
光在真空中的速度是一个恒定的值 ,不随光源或观察者的运动而改变 。
光的干涉
干涉现象
两束或多束相干光波在空间某一点叠加,产生明 暗相间的干涉条纹。
光与物质相互作用时,光作为粒子,其能量与物质中的电子相互作 用,引起电子的跃迁和能级变化,从而改变物质的状态。
光的波粒二象性
光既具有波动性又具有粒子性,在光与物质相互作用时,表现出不同 的性质和效果。
光吸收
光的吸收定律
当光通过物质时,物质吸收光能 并转化为热能或其他形式的能量 ,光的强度随传播距离的增加而 逐渐减弱。
光的偏振现象

大学物理光学实验基本常识和知识

大学物理光学实验基本常识和知识

大学物理光学实验基本常识和知识一.基本常识1.所有光学透镜(透镜、平面镜、棱镜、光栅、波片、偏振器、分光镜等)的透光面不能用手触摸,需要清洗时必须使用专用透镜纸。

2.用于固定透镜的支架上的固定螺钉和调整螺钉应轻微扭曲。

3.白炽灯是复色光源(白光-由红、澄、黄、绿、青、蓝、紫色光混合而成);汞灯是由部分线状谱的光混合成的复色光源;钠灯是准单色光源(有两条非常相近的波长),可以用于干涉实验的光源,只是光强较弱不方便观测;激光是单色光源(一种波长),是用于干涉实验的光源。

4.对于实验中使用的光学仪器,在进行实验之前,首先了解调节功能、各部分的功能和调节范围,以及秤的读数方法。

二、基本知识1.光学实验仪器(如:分光计、迈克尔逊干涉仪、读数显微镜、棱镜摄谱仪),可以用来做多种测试实验。

分光计可以用于三棱镜的顶角角度测量,某一波长的色散及色散曲线(n-λ曲线)测量,光栅衍射及光谱观测,某透明体的折射率测量。

实验用光源有汞灯、钠灯或激光器。

迈克尔逊干涉仪可以用于未知激光波长的实验测量,微位移的测量,当用平行光入射时,还可以进行面形、面形变、气体折射率或温度场的实验观测。

读数显微镜以钠灯为光源可以进行微小尺寸、球面半径的测量,还可以进行固体热胀系数、液体折射率等的测量。

棱镜摄谱仪可为了捕捉各种光源(多色光)的光谱,还可以测量线性光的波长。

2.在光具座上可进行的光学实验有:薄透镜的焦距测定,典型光学系统(显微镜、望远镜)的设计,偏振现象的观测,双棱镜的干涉、激光或钠光灯的波长测量等。

3.可以在光学平台上进行各种光学实验。

除了上述光学实验外,还可以进行许多设计和研究实验、全息干涉测量或全息图实验。

4.全息照相分为两个步骤:全息记录和再现。

从物理角度说,全息记录是两束光(物光和参考光)的干涉图样的拍摄和冲洗;全息再现是通过干涉图片产生的衍射图像。

5.对于所有干扰实验,防震是最重要的要求。

其次,根据光的时间相干性,用于干涉的两个激光束(或钠光)只能与一个光源(振幅或波面)分离,两个光束之间的光程差不能太大。

大学《光学》复习要点

大学《光学》复习要点

,R kN kN

15、光学仪器的像分辨本领:
艾里斑:
1.22

D
, D 2a

D
瑞利判据: m 1.22
16、马吕斯定律: E E E0 cos
I I 0 cos
2
IM Im I P IP 17、偏振度: P IM Im Fra bibliotek In IP
18、巴比涅原理 19、瑞利判据 20、马吕斯定律 21、布儒斯特定律 22、光的偏振态:自然光、线偏振光、 部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光 23、双折射:o光和e光 24、光的本性
二、基本公式及知识点
sin i1 n2 n12 1、折射定律: sin i2 n1 n i c arcsin 2 , n1 n 2 n 2、全反射: 1 min sin 2 n
2f
暗纹条件:sin
14、多缝夫琅和费衍射和光栅: 多缝衍射的强度公式:
d sin N 2 a sin , I I0 ( ) ( ) sin , sin
2
sin
暗纹条件:
m d sin ( k ) N
k 0, 1, 2, 3, m 1, 2,3, , N 1
2

L
4 nh cos i

I0 IR (1 R)2 1 4 R sin 2 ( / 2)
半角宽的具体计算:
1 R ik 4 nh sin ik 2 nh sin ik R


12、菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射: 1 半波带法: A( P0 ) [ A1 (1)( n 1) An ] 2 矢量图解法:
  1. 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. 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. 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)。
3.托马斯·杨--杨氏双缝干涉实验 4.菲涅耳:双光束干涉实验及泊松亮斑
菲涅耳双面镜实验







菲涅耳双棱镜实验



泊松亮斑: 为了推进微粒说的发展,1818年法国科学院
提出了有奖征文,菲涅耳在阿拉果的鼓励和支持下,提交 了应征论文:他以严密的数学推理, 从横波的观点出发, 圆满的解释了光的偏振,并用半波带法定量的解释了圆孔、 圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹,推出的结果与实 验符合的很好。在评审菲涅耳的论文时,法国数学物理学 家泊松应用菲涅耳对光绕过障碍物衍射的数学方程证明: 如果在光束传播路径上放置一块不透明的圆板,则在放在 其后的屏上,应观察到圆板黑影的中央出现一个亮斑(后 称为泊松亮斑),泊松认为这是不可能的,从而否定了菲 涅耳的应征论文。于是菲涅耳做了一个实验,果然在阴影 的中央出现了一个亮斑。托马斯杨的双缝干涉实验和波松 亮斑证实了光的波动性。
惠更斯据此观察计算出了光的传播速度: 214000千米/ 秒。
现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是 298000千米/秒,
利用木星蚀测量光速图: 意义: 揭示了光的传播需要时间,即光速有限。
2.由光行差测量光速
1725—1728年间,英国 天文学家布拉德雷(Bradley) 在地球上观察恒星时,发现 恒星的视位置在不断地变化, 在一年之内,所有恒星似乎 都在绕椭圆轨道运行一 周.他认为这种现象的产生 是由于恒星发出的光传到地 面时需要一定的时间,而在 此时间内,地球已因公转而 发生了位置的变化。
1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验:在已 知距离的两个高山峰上,放两盏灯,利用接收灯闪亮的时 间去除间距,来测光速,但误差较大。
二.天文学方法
1.由木卫蚀测量光速
由丹麦人奥罗斯·罗末(1644-1710)于1675年提出。木星 有13个卫星,I0(木卫一)是木星的一颗卫星,绕木星旋转 一周的时间约42小时28分16秒,因此在地球上看I0蚀也应是 42小时28分16秒一次,但他在观测木卫I0的隐食周期时发现: 在一年的不同时期,它们的周期有所不同;
1817年1月和1818年4月托马斯·杨先后两次写信给 阿拉果,讨论有关偏振问题,并把光比作绳索和弦的振 动,建议他们把光看成一种横波。阿拉果把信给菲涅耳, 菲涅耳立即看出:这一比喻为互相垂直的两束偏振光不 能相干提出了解释。并于 1819年发表了《关于偏振光线 的相互作用》,于1821年发表了光的横波性理论。托马 斯·杨和菲涅耳的发现,标志着光学进入了新的发展时期 ---波动光学时期。1850年傅科测定了光在水中和空气中 的速度,给光的粒子说以最后的打击,从此光的波动说 占据了统治地位。
荷兰人,1621年从 实验得到准确的折射定 律 。方法和开普勒基 本相同,但斯涅耳发现,
比值OS /OS'恒为常数,
并由此导出图中所示式 子。
3 笛卡儿的工作:
现代形式的折射定律是笛卡儿在 1637年出版的《方法论》 中提出的。他将空气和其他介质(如玻璃或水)的界面看 作是一层很脆薄的布,设想有一小球斜方向投向界面,当 球穿过薄布时,在垂直于界面的方向损失了部分速度,但 平行于界面的方向上的速度不变。据此他得出:visin i =vrsin r ,所以有:sin i /sin r =v r/vi=常数
疑问: 色散是不是由于光
和棱镜作用的结果?牛 顿又作了以下实验:
②他拿三个棱镜作实验,三个棱镜完全相同,只是放置 方式不同,如下图。如果色散是由于光线和棱镜的作 用引起的,经过第二和第三棱镜后,这种色散现象应 进一步加强。显然实验结果不支持这一观点。
③他用两块木版各开一小孔F和G,并分别放于三棱镜两侧, 光从S 处平行射入F后,经棱镜折射穿过小孔G,到达另一 块木版de上,投过小孔g的光再经棱镜abc 的折射后,抵达
1.色散的早期研究:(略)
2.问题:
17世纪正当望远镜、显微镜问世,伽利略用望远镜观 察天体,胡克用显微镜观察微小物体。然而,当放大倍数 增大时,这些仪器出现了像差和色差,人们深感迷惑,为 什么图象的边缘总会出现彩色?这和彩虹有没有共同之处? 怎样才能消除?
3.牛顿的色散实验
①如图在一张黑纸上画一条线 abc,半边ab为红色,半 边bc为兰色,经过棱镜观看,只见这根线好象折断 了似的,分界处正是红兰之交,兰色部分比红色部 分更靠近棱镜。可见兰色光比红色光折射更厉害。
§1.光学的历史概述
一.早期光学(略) 二.折射定律的建立 三.光学仪器的研制 四.牛顿对光的色散的研究
二 折射定律的建立
1 开普勒的工作: 1611年写了《折光学》,记载了两个
实验。第一个实验是比较入射角和折射角:如图,日光 LMN 斜射到器壁DBC上,BC边沿的影子投射到底座于HK;另一部 分从DB射进一玻璃立方体ADBEF内,阴影的边沿形成于IG。
一.光的微粒说 二.光的早期波动说 三.光应具有波粒二相性
一 光的微粒说:
近代微粒说最早由笛卡儿首先提出,后来牛顿发展了微 粒说,并和波动说展开了长期的争斗。
微粒说认为:光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所 组成的粒子流,发光物体接连不断地向周围空间发射高速直 线飞行的光粒子流,一旦这些光粒子进入人的眼睛,冲击视 网膜,就引起了视觉。牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的 直进、反射和折射现象。由于微粒说通俗易懂,又能解释常 见的一些光学现象,所以很快获得了人们的承认和支持。
7.1668年, 牛顿设计并制 造了第一架小型 反射式 望远镜,全长 15厘米, 口径 2.5 厘米,但其放 大倍数和当时使用的 2 米长的望远镜相同。 1671年又制造了第二架 较大的反射式望远镜, 全长1.2米,口径 2米, 献给了英国皇家学会, 现仍保存在英国皇家学 会图书馆。
四 牛顿的色散研究
直到1921年,德布罗意提出了光的波粒二相性理论。 才暂时平息了关于光本性的争论。
光速的测定
§3. 光速的测定
一.早期的实验 二.天文学方法 三.地面测量方法 四 “以太漂移”的测 定
光速的测定
一.早期的实验
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执,开普勒和笛 卡尔都认为光的传播不需要时间,是在瞬时进行的。但伽 利略认为光速虽然传播得很快,但却是可以测定的。
微粒说还认为,光在水中的传播速度比在空气中的快。
缺陷:无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互 不干扰地独立前时,为什么光线并不是永远走直线,而是可 以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象。
二 早期的波动说
1.胡克:胡克主张光是一种振动,是类似水波的某种快速脉冲。 2.惠更斯:荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想(纵波)。
如右图,若当地球(人)从B点运 动到A点时,恒星发出的光线从C点 传播到A,则光速和地球的公转速 度之比为:
v ? tg? ? ?
c
c
?
vห้องสมุดไป่ตู้
?
由此测得光速为:C=299930千米/秒
光速的测定
三.光速的地面测定方法
1849 年,法国人 菲索 (1819-1896 )用齿 轮旋转法测得光速为 3.15×108米/秒。他是第 一个首次证明光速可以在实验中测得的人。另 外,法国人 傅科、美国人 纽克姆 等都对光速测 定做过贡献。
但由于他假设介质交界 面两侧的光速的平行分量相 等是错误的,为使理论与实 验数据相符,必须假设光密 媒质内的光速比光疏媒质大。 这显然都是不正确的。
4 费马的工作:
1661年费马用最短时间原理推出了折射定律:
同时证明了光从光疏媒质进入光密媒质时向法线方向偏折。
光学的历史概述
三.光学仪器的研制
1.1299年由意大利人阿玛蒂发明并制造了眼镜。 2.1608年,荷兰人李普塞(Hans Lippershey)制成第一台望
4.必须区分两种颜色,一种是原始的、单纯的色,另一种 是由原始的颜色复合而成的色。
5.本身是白色的光线是没有的,白色是由所有色的光线岸 适当比例混合而成。
6.自然物质的色是由于对某种光的反射大与其它光的反射 的缘故。
7.把光看成实体有充分依据。 8.由此可解释棱镜色散和虹。
§2.光的波动说和微粒说的论争
1.旋转齿轮法:
1849年法国物理学家斐索首次在实验室利用齿轮的旋转测 定了光速。其装置如下:控制齿轮转速,使其由零逐渐增加, 观察者开始将看到闪光,当齿轮旋转而达到第一次看不到光时, 齿缝被齿所代替,再增加转速,当看到光且不再闪时,说明光 往返的时间和齿轮转过一齿的时间正好相等。据此即可算出光 速。菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽 度,用这种方法很难精确的测出光速。
19世纪60年代,麦克斯韦发表了电磁场理论,并计 算出电磁波的传播速度和光速相等,明确提出光是一种 电磁波。揭示了光和电磁波的统一性。约 20年后被赫兹 实验证实。
三 光的波粒二相性
1887年,美国物理学家迈克尔逊和莫雷实验,否定 了以太存在。赖以生存的光和电磁波的传播媒介以太的 否定,使波动说面临严重的危机。而光电效应的发现和 爱因斯坦对光电效应的解释,又一次使光的粒子说暂时 占据了上风。
璃发生折射,由于最大偏折角为 420,所以进入玻璃的
光线将构成一个夹角为420×2=840的锥形MON。
若有一束光∑从玻璃 射向空气,当入射角 大于420时,则到达O 点后,将既不能进入 空气,也不能进入 MON锥形区域,必 定反射为∑' 。
2 斯涅耳 (W.Snell,1591-1626) 的工作:
墙壁MN。使第一个棱镜ABC缓缓绕其轴旋转,这样第二块
木版上不同颜色的光相继穿过小孔 g到达三棱镜abc。实验
结果是:被第一个三棱镜折射最厉害的紫光,经过第二个 三棱镜时也偏折的最多。结论:白光是由折射性能不同的
各种颜色的光组成。
④有人提出光谱变长是因为衍射效应,为此牛顿又作如 下实验:取一长而扁的三棱镜,使它产生的光谱相当 狭窄。当屏放在位置1时,屏上显示仍为白光;当将屏 倾斜到位置2时,就可看到分解的光谱。这一实验说明:
相关文档
最新文档