基础光学知识培训课件
合集下载
光学基础知识详细版.pptx
2. 物像关系基础公式
• 高斯公式：
p 为物距，q 为像距，f 为焦距
在一般摄影时像距其实与焦距非常接近， 但是在微距摄影时，像距则可能大于焦距，此 时放大率会超过 1。利用高斯公式其实也可以 导出放大率公式：
放大率 M﹦p/q
2. 色差
• 透镜最主要像差一般为色差，大家都知道三棱 镜会将白光分散为光谱，透镜的侧面看来其实 也像棱镜，所以会有色差，红光波长较长，结 果红光焦点就比蓝光焦点长，因此焦点不在同 一平面上，所以目镜看红光影像清晰，蓝光影 像就不清晰，反之亦然，用没有消色差的透镜 当物镜就会看到物体镶了红边或蓝边，不够清 晰。
称轴线 今后我们主要研究的是共轴球面系统和平面镜、
二、成像基本概念 1、透镜类型 正透镜：凸透镜，中心厚，边缘薄，使光线会聚,也叫会聚透镜
会聚：出射光线相对于入射光线向光轴方向折转
负透镜：凹透镜，中心薄，边缘厚，使光线发散，也叫发散透镜
发散：出射光线相对于入射光线向远离光轴方向折转
2、透镜作用－－－成像
1. 焦距
在单透镜而言，如果窗外景物够远，那么透镜到倒立影像之距离 可视为焦距。如要更确实的量测，可以对着太阳在地面呈像，再 量测透镜到影像的距离。
• 要知道真正的焦距，还有一个方法，就是用物距与像距来计算， 因为物距与像距的比与物高与像高的比值是一样的，物高可以找 一个已知高度的物体，像高可以量测，物距可以量测，像距就可 以计算出来，而物距超过焦距五十倍以上时，算出来的像距已经 极接近焦距的数值。
第五节 光学系统类别和成像的概念
各种各样的光学仪器 显微镜:观察细小的物体 望远镜:观察远距离的物体
各种光学零件——反射镜、透镜和棱镜
光学系统：把各种光学零件按一定方式组合起来，满足一定的要求
《光学基本知识讲座》课件
光学在军事中的应用
总结词
光学技术在军事侦察和武器系统中的应用
详细描述
光学技术在军事领域的应用包括红外侦察、 激光雷达、瞄准和测距等。这些技术提高了 军事侦察和武器系统的精度和效率，对现代
战争的胜负具有关键作用。
04
光学发展历程
光学发展史简介
古代光学
古代文明对光的研究和利用，如反射、折射等简单光 学现象的发现和应用。
全息摄影技术
总结词
全息摄影原理及应用
详细描述
全息摄影技术利用光的干涉和衍射原理，记 录并重现三维物体的光波信息。全息照片具 有立体感和视角任选的特性，广泛应用于产 品展示、艺术创作和安全识别等领域。
光学在医学中的应用
总结词
光学在医学诊断和治疗中的应用
详细描述
光学技术在医学领域具有广泛的应用 ，如光学显微镜用于细胞观察，激光 用于手术切割和眼科治疗，以及光学 成像技术用于无创检测和诊断。
文艺复兴时期
科学方法的兴起，对光的本质和传播方式的研究逐渐 深入。
19世纪
光学理论体系逐渐完善，如波动光学和几何光学的发 展。
光学重大发明和发现
01
02
03
牛顿的棱镜实验
揭示了白光是由不同颜色 的光组成，奠定了光谱学 的基础。
干涉现象的发现
为波动光学的建立提供了 重要依据。
激光的发明
开创了光学的新领域，对 科技、工业、医疗等领域 产生了深远影响。
实验材料
光源、衍射板、屏幕等 。
Hale Waihona Puke 实验步骤将光源对准衍射板中心 ，调整光源与衍射板距 离；观察衍射现象并记
录。
注意事项
注意保护眼睛，避免直 接照射光源；调整仪器
光学基础知识PPT课件
43
球面像差在镜头光圈全开或者接近全开的时候 表现最为明显，口径愈大的镜头，这种倾向愈明显。
在镜头使用上，通过缩小光圈可适当消除球面像 差。
44
球差的产生是因为理想的折射镜面不是球面，但 是为了加工方便一般都是用球面来近似，所以引起 球差。解决的方法是采用非球面技术。
45
目前主要有三种制造非球面镜片的方法： 1、研磨非球面镜片：在整块玻璃上直接研磨，这 种制造工艺成本相对较高； 2、模压非球面镜片：采用金属铸模技术将融化的 光学玻璃/光学树脂直接压制而成，这种制造工艺 成本相对较低；
41
当平行的光线由镜面的边缘(远轴光线)通过时， 它的焦点位置比较靠近镜片；而由镜片的中央通过 的光线(近轴光线)，它的焦点位置则比较远离镜片 (这种沿着光轴的焦点错间开的量，称为纵向球面像 差)。
42
由于球面像差的缘故，就会在通过镜头中心部分 的近轴光线所结成的影像周围，形成由通过镜头边 缘部分的光线所产生的光斑(光晕)，使人感到所形 成的影象变成模糊不清，画面整体好象蒙上一层纱 似的，变成缺少鲜锐度的灰蒙蒙的影像。这个光斑 的半径称为横向球面像差。
46
3、复合非球面镜片：在研磨成球面的玻璃镜片表 面上覆盖一层特殊的光学树脂，然后将光学树脂部 分研磨成非球面。这种制造工艺的成本界于上述两 种工艺之间。
47
像散
48
由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出 的斜射单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，不 能结成一个清晰像点，而只能结成一弥散光斑，则 此光学系统的成像误差称为像散。
4
对于理想的反射面而言，镜面表面亮度取决 于视点，观察角度不同，表面亮度也不同；
一个理想的漫射面将入射光线在各个方向做 均匀反射，其亮度与视点无关，是个常量。
球面像差在镜头光圈全开或者接近全开的时候 表现最为明显，口径愈大的镜头，这种倾向愈明显。
在镜头使用上，通过缩小光圈可适当消除球面像 差。
44
球差的产生是因为理想的折射镜面不是球面，但 是为了加工方便一般都是用球面来近似，所以引起 球差。解决的方法是采用非球面技术。
45
目前主要有三种制造非球面镜片的方法： 1、研磨非球面镜片：在整块玻璃上直接研磨，这 种制造工艺成本相对较高； 2、模压非球面镜片：采用金属铸模技术将融化的 光学玻璃/光学树脂直接压制而成，这种制造工艺 成本相对较低；
41
当平行的光线由镜面的边缘(远轴光线)通过时， 它的焦点位置比较靠近镜片；而由镜片的中央通过 的光线(近轴光线)，它的焦点位置则比较远离镜片 (这种沿着光轴的焦点错间开的量，称为纵向球面像 差)。
42
由于球面像差的缘故，就会在通过镜头中心部分 的近轴光线所结成的影像周围，形成由通过镜头边 缘部分的光线所产生的光斑(光晕)，使人感到所形 成的影象变成模糊不清，画面整体好象蒙上一层纱 似的，变成缺少鲜锐度的灰蒙蒙的影像。这个光斑 的半径称为横向球面像差。
46
3、复合非球面镜片：在研磨成球面的玻璃镜片表 面上覆盖一层特殊的光学树脂，然后将光学树脂部 分研磨成非球面。这种制造工艺的成本界于上述两 种工艺之间。
47
像散
48
由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出 的斜射单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，不 能结成一个清晰像点，而只能结成一弥散光斑，则 此光学系统的成像误差称为像散。
4
对于理想的反射面而言，镜面表面亮度取决 于视点，观察角度不同，表面亮度也不同；
一个理想的漫射面将入射光线在各个方向做 均匀反射，其亮度与视点无关，是个常量。
光学基础知识.ppt
精选
红色光线的焦点比蓝色光线的焦点更远离镜片。
精选
轴向色像差涉及到成像的焦点距离，引起色 彩产生松散或光斑；
倍率色像差别则涉及到成像的大小，在画面 周围引起色彩错开，形成扩散的彩色条纹，如镶 边现象。
精选
消除色差的常用办法之一是采 用不同色散材料的光学元件来组 成镜头，用其中的一种光学元件 的正色散来抵消另一种光学元件 所产生的负色差。例如我们公司 望远镜的消色差镜，利用折射率 较低的PMMA做凸透镜，利用折 射率较高的PC做凹透镜，然后将 两者配合在一起使用。
精选
双胶合镜的消色
差作用对于焦距较 长 (如300mm以上) 的镜头效果会不理 想，因为镜头焦距 愈长，由色散而引 起的色差也就愈严 重。
对于长焦镜头， 更常用的办法是采 用特殊色散或超低 色散玻璃来制作光 学元件。
精选
球差、像散、慧差、场曲和畸变
精选
球差
精选
由主轴上某一物点向光学系统发出的单色平行光 束，经该光学系列折射后，若原光束不同孔径角的 各光线，不能交于主轴上的同一位置，以至在主轴 上的理想像平面处，形成一弥散光斑（俗称模糊 圈），则此光学系统的成像误差称为球差。
精选
双胶合镜中间波长焦距较短、长波和短 波光线焦距较长。
通过合理的选择镜片球面曲率、双胶合 镜的材料，可以使蓝光、红光焦距恰好相 等，这就基本消除了色差。
精选
只对两种有色光校正色差的，称为稳定 的消色差镜头；
若对三种有色光同时校正色差的称为复 消色差镜头；
而对四种有色光校正色差的则称为超消 色差镜头。
场曲和彗差都与视场大小有关，视场越大则越严 重，所以现代望远镜不是很追求广角设计。在视场 较小的天文望远镜中，场曲和彗差就要轻微得多。
红色光线的焦点比蓝色光线的焦点更远离镜片。
精选
轴向色像差涉及到成像的焦点距离，引起色 彩产生松散或光斑；
倍率色像差别则涉及到成像的大小，在画面 周围引起色彩错开，形成扩散的彩色条纹，如镶 边现象。
精选
消除色差的常用办法之一是采 用不同色散材料的光学元件来组 成镜头，用其中的一种光学元件 的正色散来抵消另一种光学元件 所产生的负色差。例如我们公司 望远镜的消色差镜，利用折射率 较低的PMMA做凸透镜，利用折 射率较高的PC做凹透镜，然后将 两者配合在一起使用。
精选
双胶合镜的消色
差作用对于焦距较 长 (如300mm以上) 的镜头效果会不理 想，因为镜头焦距 愈长，由色散而引 起的色差也就愈严 重。
对于长焦镜头， 更常用的办法是采 用特殊色散或超低 色散玻璃来制作光 学元件。
精选
球差、像散、慧差、场曲和畸变
精选
球差
精选
由主轴上某一物点向光学系统发出的单色平行光 束，经该光学系列折射后，若原光束不同孔径角的 各光线，不能交于主轴上的同一位置，以至在主轴 上的理想像平面处，形成一弥散光斑（俗称模糊 圈），则此光学系统的成像误差称为球差。
精选
双胶合镜中间波长焦距较短、长波和短 波光线焦距较长。
通过合理的选择镜片球面曲率、双胶合 镜的材料，可以使蓝光、红光焦距恰好相 等，这就基本消除了色差。
精选
只对两种有色光校正色差的，称为稳定 的消色差镜头；
若对三种有色光同时校正色差的称为复 消色差镜头；
而对四种有色光校正色差的则称为超消 色差镜头。
场曲和彗差都与视场大小有关，视场越大则越严 重，所以现代望远镜不是很追求广角设计。在视场 较小的天文望远镜中，场曲和彗差就要轻微得多。
讲座基础光学课件
量子光学的发展前景
随着实验技术的不断进步和应用需求的不断增加，量子光学的研究将不断深入，有望在量子信息处理、 量子传感等领域发挥重要作用。同时，量子光学与其它领域的交叉融合也将为科学技术的发展带来新的 机遇和挑战。
感谢您的观看
THANKS
06
未来光学的发展趋势
光子计算机
光子计算机概述
光子计算机是一种利用光子进行信息处理的计算机，具有高速、低能耗等优点。
光子计算机的原理
光子计算机利用光子代替电子进行信息传输和处理，通过光子干涉、衍射等光学现象实现 逻辑运算和信息存储等功能。
光子计算机的挑战与前景
目前光子计算机仍处于研究和发展阶段，面临的技术挑战包括光子产生、控制和检测等。 然而，随着光学技术和微纳加工技术的不断发展，光子计算机有望在未来成为现实，并在 超级计算、云计算等领域发挥重要作用。
光的相干性
相干光是指频率、振动方 向和相位都相同的光，是 产生干涉现象的前提。
光的传播
反射定律
光在平滑界面上按特定角度反射，遵 循反射定律。
光速不变原理
无论在何种介质中，光的速度保持不 变。
折射定律
光从一种介质进入另一种介质时，传 播方向发生改变，遵循折射定律。
光的干涉
干涉现象
两束或多束相干光波在空 间某一点叠加时，产生明 暗相间的干涉条纹。
光的干涉
光的干涉定义
光的干涉是指两束或多束相干光波在空间某些区 域相遇叠加，形成光强分布的现象。
干涉的条件
相干光波、有恒定的相位差、有相同的振动方向 、有相同的频率。
干涉现象
等间距的明暗条纹、干涉相长和干涉相消。
光的衍射
光的衍射定义
光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，绕过障碍物的边 缘继续传播的现象。
随着实验技术的不断进步和应用需求的不断增加，量子光学的研究将不断深入，有望在量子信息处理、 量子传感等领域发挥重要作用。同时，量子光学与其它领域的交叉融合也将为科学技术的发展带来新的 机遇和挑战。
感谢您的观看
THANKS
06
未来光学的发展趋势
光子计算机
光子计算机概述
光子计算机是一种利用光子进行信息处理的计算机，具有高速、低能耗等优点。
光子计算机的原理
光子计算机利用光子代替电子进行信息传输和处理，通过光子干涉、衍射等光学现象实现 逻辑运算和信息存储等功能。
光子计算机的挑战与前景
目前光子计算机仍处于研究和发展阶段，面临的技术挑战包括光子产生、控制和检测等。 然而，随着光学技术和微纳加工技术的不断发展，光子计算机有望在未来成为现实，并在 超级计算、云计算等领域发挥重要作用。
光的相干性
相干光是指频率、振动方 向和相位都相同的光，是 产生干涉现象的前提。
光的传播
反射定律
光在平滑界面上按特定角度反射，遵 循反射定律。
光速不变原理
无论在何种介质中，光的速度保持不 变。
折射定律
光从一种介质进入另一种介质时，传 播方向发生改变，遵循折射定律。
光的干涉
干涉现象
两束或多束相干光波在空 间某一点叠加时，产生明 暗相间的干涉条纹。
光的干涉
光的干涉定义
光的干涉是指两束或多束相干光波在空间某些区 域相遇叠加，形成光强分布的现象。
干涉的条件
相干光波、有恒定的相位差、有相同的振动方向 、有相同的频率。
干涉现象
等间距的明暗条纹、干涉相长和干涉相消。
光的衍射
光的衍射定义
光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，绕过障碍物的边 缘继续传播的现象。
光学基础知识培训PPT教案
以椭圆形表示，椭圆上的 每一个点到中心的距离都是相 等的SDCM. 之所以图形呈现 椭圆形，是由CIE1931色度图 颜色表示的不均匀性决定的， 如果将之转换为1960均色图， 情况会好很多，椭圆基本上将 变化成接近圆形。
第26页/共57页
• Duv
Duv, 色差； 顾名思义，就是颜色的差异。在色度 图上就是两个点之间的距离。比如A颜 色跟B颜色，线段AB，就是他们的色 差特。别注意：我们光谱仪测试系统也有 Duv的值，因为对于灯来说，测试出 来只有一个颜色，这时候讲色差，必 然是有另一个已经确定的点，否则就 没有意义了。这个确定的点就是测试 颜色和它离黑体最近的那个点。如BE.
CIE明视觉光视效率V(λ)曲 线。 555nm光，即黄绿色时的 光视效率最高
第13页/共57页
人眼在明暗环境下，灵 敏度是不一样的，总的 来说亮度越低，眼睛对 短波越敏感，总体灵敏 度也越高。 Purkinje shift 浦尔金耶漂移
目前光的度量，基本都 是基于明视觉的
第14页/共57页
二、色度学
第27页/共57页
三、光色度测量仪器
常规的光度，色度量，需要一些仪器进行测量。我们先了解下测量这些 量的仪器和测量方法。
第28页/共57页
照度测量
光度探测器的一般组成
光度探头的光谱灵敏度曲线与 V(λ)曲线的匹配，CIE用f1’来 表示光度探头的失匹配程度
第29页/共57页
JJG245中关于光照度计示值误差和匹配误差的要
单位面积的光通量,称为光照度。 单位：勒克斯（lx）。符号：E 表征被照面所接收光的大小
E d dS
单位表面上在某一方向的光强密度。即被视物体在 视线方向单位投影面积上的发光强度。 单位：坎德拉每平方米 （cd/m2 ）。符号：L 表征发光面的明亮程度
第26页/共57页
• Duv
Duv, 色差； 顾名思义，就是颜色的差异。在色度 图上就是两个点之间的距离。比如A颜 色跟B颜色，线段AB，就是他们的色 差特。别注意：我们光谱仪测试系统也有 Duv的值，因为对于灯来说，测试出 来只有一个颜色，这时候讲色差，必 然是有另一个已经确定的点，否则就 没有意义了。这个确定的点就是测试 颜色和它离黑体最近的那个点。如BE.
CIE明视觉光视效率V(λ)曲 线。 555nm光，即黄绿色时的 光视效率最高
第13页/共57页
人眼在明暗环境下，灵 敏度是不一样的，总的 来说亮度越低，眼睛对 短波越敏感，总体灵敏 度也越高。 Purkinje shift 浦尔金耶漂移
目前光的度量，基本都 是基于明视觉的
第14页/共57页
二、色度学
第27页/共57页
三、光色度测量仪器
常规的光度，色度量，需要一些仪器进行测量。我们先了解下测量这些 量的仪器和测量方法。
第28页/共57页
照度测量
光度探测器的一般组成
光度探头的光谱灵敏度曲线与 V(λ)曲线的匹配，CIE用f1’来 表示光度探头的失匹配程度
第29页/共57页
JJG245中关于光照度计示值误差和匹配误差的要
单位面积的光通量,称为光照度。 单位：勒克斯（lx）。符号：E 表征被照面所接收光的大小
E d dS
单位表面上在某一方向的光强密度。即被视物体在 视线方向单位投影面积上的发光强度。 单位：坎德拉每平方米 （cd/m2 ）。符号：L 表征发光面的明亮程度
基础光学第1章几何光学1课件
2）透射次波
当入射光n从An入射至Bn 反射次波面：A1C1 = v1tn , B2C2 = v1 (tn - t2), ……, Bn , 波面为C1Bn。 透射次波面：A1D1 = v2tn , B2D2 = v2 (tn - t2), ……, Bn ,波面为D1Bn。
利用惠更斯原理解释 反射和折射定律：
1.1几何光学的基本概念和基本定律
1.1-1 光源、光波与光线的概念
光源：能够发光或能够辐射光能量的物体
光线：发光点发出的携带能量并具有方向的几何线，它的位 置和方向代表了光能向外传播的领域和方向。
光束：光线的集合体，分为平行光束、同心光束
1.1-2 光线传播的基本定律
光的直线传播定律:
光在均匀媒质中沿直线传播。
惠更斯 （1629～1695）
波动的几个基本概念
波动是扰动在空间里的传播 波面
光扰动同时到达的空间曲面称为波面。 波面上的各点具有相同的相位（等相位面）
波线
球面波
平面波
波线
波面
波场中的一组线，线上每点切线方向代表该点处光扰动传播的方向。
波线代表能量流动的方向，于波面正交。
球面波的波线构成同心波束，平面波的波线构成平行波束；
折射定律
折射率与光速比
由： sin i1 n2 sin i2 n1
sin i1 v1 sin i2 v2
得到： n2 v1
n1
v2
设入射方为真空，n1 = 1，v1 = c 。则媒质的绝对折射率为：
n c v
或：
v
c
n
光在媒质中的速度小于光在真空中的速度
1.3 费马原理
1.3-1 光程的概念
光的独立传播定律:
光学基础知识课件
在光（包括不可見光）的照射下從物體中逸出電子的現象叫做光電效應﹐逸 出的電子叫光電子
進一步的實驗研究表明﹐任何一種金屬﹐都能產生光電效應﹐但是對于 每一種金屬﹐都存在著一個極限頻率﹐入射光的頻率必須大于這個極限 頻率﹐才能產生光電效應﹐低于這個頻率的光﹐無論強度多大都不能產 生光電效應﹐上述現象﹐無法用光的波動理論來解釋。
一﹑光的本性
1. 光的學說的歷史發展
光的本質是什么﹖這是一個非常古老的問題﹐遠在兩千多年以前﹐古 希臘的學者們在探討視覺問題時就有人認為﹐人的視覺是由所見物體 射出的粒子進入眼睛引起的﹐這種看法可以說已經接觸到了光的本性 問題﹐只不過停留在簡單的猜想上﹐還沒有理論上和實驗上的依據﹐ 對光的本性的科學的研究﹐始于十七世紀下半葉﹐當時形成了兩種截 然不同的關于光的本性的學說﹐一種是以牛頓為代表的微粒說﹐認為 光是由高速運動的細小粒子組成的。另一種是以荷蘭學者惠更斯為代 表的波動說﹐認為光是由細小的波組成的。
在上面講的實驗里﹐我們看到了光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去 的現象﹐這種現象叫光的衍射﹐衍射時產生的明暗條紋或光環﹐叫衍 射圖樣。
2024/5/31
3
一﹑光的本性
不只是狹縫和圓孔﹐各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射﹐以 致影的輪廓模糊不清﹐出現明暗相間的條紋。
衍射現象的研究表明﹐光沿直線傳播只是一種近似的規律﹐只有在光 的波長比障礙物小得多的情況下﹐光才可以看作是直進的﹐在障礙物 的尺寸可能跟光的波長相比甚至比光的波長還要小的時候﹐衍射現象 就十分明顯了。
2024/5/31
8
一﹑光的本性
6. 光的電磁說 電磁波譜
光的電磁說 到十九世紀中期﹐光的波動說已經得到公認。但是光波的本 質問題仍然沒有解決。人們總是習慣于照機械波模型把光波看成是在某 種彈性媒質里傳播的振動。到了十九世紀六十年代﹐英國物理學家麥克 斯韋提出了電磁波的理論﹐認為變化的電場和變化的磁場聯系在一起形 成的統一的電磁場﹐能以波的形式從它產生的地方向四周傳播﹐并且從 理論上得出了電磁波的傳播速度跟實驗測得的光速相同。在這個基礎 上﹐麥克斯韋提出光是一種電磁波。這就是光的電磁說。
進一步的實驗研究表明﹐任何一種金屬﹐都能產生光電效應﹐但是對于 每一種金屬﹐都存在著一個極限頻率﹐入射光的頻率必須大于這個極限 頻率﹐才能產生光電效應﹐低于這個頻率的光﹐無論強度多大都不能產 生光電效應﹐上述現象﹐無法用光的波動理論來解釋。
一﹑光的本性
1. 光的學說的歷史發展
光的本質是什么﹖這是一個非常古老的問題﹐遠在兩千多年以前﹐古 希臘的學者們在探討視覺問題時就有人認為﹐人的視覺是由所見物體 射出的粒子進入眼睛引起的﹐這種看法可以說已經接觸到了光的本性 問題﹐只不過停留在簡單的猜想上﹐還沒有理論上和實驗上的依據﹐ 對光的本性的科學的研究﹐始于十七世紀下半葉﹐當時形成了兩種截 然不同的關于光的本性的學說﹐一種是以牛頓為代表的微粒說﹐認為 光是由高速運動的細小粒子組成的。另一種是以荷蘭學者惠更斯為代 表的波動說﹐認為光是由細小的波組成的。
在上面講的實驗里﹐我們看到了光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去 的現象﹐這種現象叫光的衍射﹐衍射時產生的明暗條紋或光環﹐叫衍 射圖樣。
2024/5/31
3
一﹑光的本性
不只是狹縫和圓孔﹐各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射﹐以 致影的輪廓模糊不清﹐出現明暗相間的條紋。
衍射現象的研究表明﹐光沿直線傳播只是一種近似的規律﹐只有在光 的波長比障礙物小得多的情況下﹐光才可以看作是直進的﹐在障礙物 的尺寸可能跟光的波長相比甚至比光的波長還要小的時候﹐衍射現象 就十分明顯了。
2024/5/31
8
一﹑光的本性
6. 光的電磁說 電磁波譜
光的電磁說 到十九世紀中期﹐光的波動說已經得到公認。但是光波的本 質問題仍然沒有解決。人們總是習慣于照機械波模型把光波看成是在某 種彈性媒質里傳播的振動。到了十九世紀六十年代﹐英國物理學家麥克 斯韋提出了電磁波的理論﹐認為變化的電場和變化的磁場聯系在一起形 成的統一的電磁場﹐能以波的形式從它產生的地方向四周傳播﹐并且從 理論上得出了電磁波的傳播速度跟實驗測得的光速相同。在這個基礎 上﹐麥克斯韋提出光是一種電磁波。這就是光的電磁說。
- 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)。
基础光学知识培训课件
基础光学知识培训课件
光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的学科。
它在我们的日常
生活中扮演着重要的角色，涉及到许多领域，如物理学、化学、医学、工程等。
为了更好地理解和应用光学知识，我们需要进行基础光学知识的培训。
一、光的本质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光的波动性使得它具有干涉、衍射等特性，而光的粒子性使得它能够与物质相互作用。
二、光的传播
光的传播遵循直线传播的原则，即光在均匀介质中沿直线传播。
当光从一种介
质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即光线的传播方向发生改变。
折射
现象是由于不同介质中光速不同而引起的。
三、光的反射
光的反射是指光线从一个介质射向另一个介质时，遇到界面时发生方向改变的
现象。
根据反射定律，入射角等于反射角，光线的入射角和反射角都是相对于
法线而言的。
四、光的折射
光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的不同密度而发
生方向改变的现象。
根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之
间满足一个简单的关系。
五、光的干涉
光的干涉是指两束或多束光线相遇时发生叠加现象的过程。
干涉现象可以分为
构成干涉的两种类型：相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两束或多束光线
具有相同的频率和相位，而非相干干涉是指两束或多束光线具有不同的频率和
相位。
六、光的衍射
光的衍射是指光通过一个孔或绕过一个障碍物时发生偏离直线传播的现象。
衍
射现象是光的波动性质的结果，它使我们能够解释一些与光的传播有关的现象，如光的散射、光的扩散等。
七、光的色散
光的色散是指光在经过介质时，由于不同频率的光具有不同的折射率而发生的
现象。
根据光的波长和介质的折射率之间的关系，我们可以解释为什么光在经
过一个三棱镜时会分散成不同颜色的光谱。
八、光的偏振
光的偏振是指光中的电磁波在传播过程中只在一个方向上振动的现象。
光的偏
振可以通过偏振片来实现，偏振片只允许特定方向上的光通过，其他方向上的
光则被吸收或减弱。
九、光的应用
光学在许多领域都有广泛的应用，如光纤通信、激光技术、光学显微镜、光学
仪器等。
光学的应用使我们能够更好地观察微观世界、进行精确测量和探索宇宙。
总结：
基础光学知识是我们理解和应用光学的基础。
通过学习光的本质、传播、反射、折射、干涉、衍射、色散、偏振等知识，我们能够更好地理解光的行为和特性。
光学的应用广泛，为我们的生活和科学研究提供了许多便利。
通过深入学习光学知识，我们能够更好地应用光学技术解决实际问题，推动科学技术的发展。