亚波长光学ppt课件
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2024版物理光学ppt课件
产生条件
光波通过偏振片或反射、 折射等过程。
应用举例
偏振片的应用、偏振光的 干涉等。
光的波动理论
光的波动说
认为光是一种波动的ห้องสมุดไป่ตู้ 质，具有干涉、衍射等
波动特性。
光的电磁理论
认为光是一种电磁波， 具有电场和磁场交替变
化的特点。
光的量子理论
认为光是由一份份能量 子组成的，即光子，具
有粒子性。
光的波粒二象性
光学仪器的主要性能指标及其评价方法，包括分辨率、放大率、视 场、像质等。
光学仪器的使用与维护
光学仪器的正确使用方法、保养维护及故障排除技巧。
04 光的量子性质
光的粒子性表现
光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播，这是光的粒子性的表现 之一。
光的反射和折射
光在传播过程中遇到不同介质的分界面时，会发生反射和 折射现象，这些现象也可以用光的粒子性来解释。
光的散射
当光通过不均匀介质时，部分光束将偏离原来方向而分散 传播，从侧面看到光亮的物体，这种现象称为光的散射， 也是光的粒子性的一种表现。
光电效应实验
• 实验原理：光电效应是指光照射到物质表面时，引起物质电性质发生变化的现象。爱因斯坦提出了著名的光电 效应方程，成功地解释了光电效应现象。
• 实验装置：光电效应实验装置包括光源、滤光片、光电管、微电流计和电源等部分。 • 实验步骤：首先选择合适的光源和滤光片，调整光源和光电管之间的距离和角度，使光束能够照射到光电管的
05 现代光学技术
激光技术及应用
激光产生原理
介绍激光产生的物理过程，包括粒子数反转、受激辐射等概念。
激光器种类
列举不同类型的激光器，如气体激光器、固体激光器、半导体激 光器等，并简述其工作原理和应用领域。
第8章--波动光学3PPT课件
2
k
2
中央明纹 k1.2.3...明纹
k1.2.3..暗. 纹
非以上值： 介于明纹与暗纹之间
讨论：1. 光强分布
问题：当 增加时 光强的极大值迅速 衰减？
I
k级明纹中心满足
a sin （2k 1）
2
5λ 3λ
0
2a 2a
3λ 5λ sin
2a 2a
当 角增加时，半波带数增加，未被抵消的
半波带面积减少，所以光强变小；
（即位相差为） ，在P
点会聚时将一一抵消。
考察衍射角 0 的一束平行光，经透镜后
同相位地到达P0点，所以P0点振幅为各分 振动振幅之和，合振幅最大，光强最强。
sin
菲涅耳半波带法
B
A1 A2
A3
A
C
有三种情况： Ⅰ可分为偶数个半波带； Ⅱ可分为奇数个半波带； Ⅲ不能分为整数个半波带。
三个半波带
x02ftan12af 中央亮纹线
其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。
中央亮纹角宽度为两个第一极小间的夹角。
asin k (k1 ,2 , ) 暗纹
asin1 sin11
0
1
a
中央亮纹半角宽度
缝越窄（ a 越小）， 就越大, 衍射现象越明显；
反之，条纹向中央靠拢。
0
1
a
中央亮纹半角宽度
亮纹
BC asin 3
菲
2
涅
耳 半
B . .. .C A1 .
波 带
a A 2.
x
.
P
A
f
四个半波带
暗纹
菲
BC asin 4
2
涅
《光学教程》第四版_姚启钧原著 ppt课件
19
1808年马吕斯偶然发现光在两 种介质界面上反射时的偏振现象。 随后菲涅耳和阿拉果对光的偏振现 象和偏振光的干涉进行了研究。
1845年法拉第揭示了光学现 象和电磁现象的内在联系。麦克斯 韦在1865年的理论研究说明光是一 种电磁现象。这个理论在1888年被 赫兹的实验所证实。至此，确立了 光的电磁理论。
22
1900年，普郎克提出了量子假设，认为 各种频率的电磁波，只能像微粒似的以一定 最小份额的能量发生，正比于频率，而解决 了这个难题。另一个显示光的微粒性的重要 发现是光电效应，即光照射在金属表面会使 电子逸出，逸出的电子与光的强度无关，而 与光的频率有关。1905年，爱因斯坦建立 了光的量子理论，成功的解释了这个问题。 不仅如此，爱因斯坦还指出经典理论只适用 于速度远小于光速的情况，爱因斯坦的理论 还彻底的抛弃了“以太”。
13
希腊的欧几里得（公元前300—275） 也曾在书中记录：我们假想光是以直线 进行的，在线与线之间还留出一些空隙 来，光线自物体到人眼成为一锥体，锥 顶在人眼，锥底在物体，只有被光碰到 的东西才给我们看见，没有碰上的东西 就看不见了。这段记录给出了光的直线 传播性质，但错误的认为从人眼向被看 见的物体伸展着某些类似触须似的东西。
8
二、光学的重要性
年轻而古老：光缆、光盘等——远古到现代 基础加应用：力、热、电、光——工业、农
业、军事、天文学、医学、电 子学、材料科学、化学、生物、 通信等 理论与实验：张量、卷积、相关、δ函数、 傅氏变换——普通光学实验、 近代光学实验、现代光学实验等
9
三、光学的研究方法
实践----假说----理论----实践
18
因此，到十九世纪中叶，光的波动理 论战胜了微粒学，而牢固的建立起来了。
1808年马吕斯偶然发现光在两 种介质界面上反射时的偏振现象。 随后菲涅耳和阿拉果对光的偏振现 象和偏振光的干涉进行了研究。
1845年法拉第揭示了光学现 象和电磁现象的内在联系。麦克斯 韦在1865年的理论研究说明光是一 种电磁现象。这个理论在1888年被 赫兹的实验所证实。至此，确立了 光的电磁理论。
22
1900年，普郎克提出了量子假设，认为 各种频率的电磁波，只能像微粒似的以一定 最小份额的能量发生，正比于频率，而解决 了这个难题。另一个显示光的微粒性的重要 发现是光电效应，即光照射在金属表面会使 电子逸出，逸出的电子与光的强度无关，而 与光的频率有关。1905年，爱因斯坦建立 了光的量子理论，成功的解释了这个问题。 不仅如此，爱因斯坦还指出经典理论只适用 于速度远小于光速的情况，爱因斯坦的理论 还彻底的抛弃了“以太”。
13
希腊的欧几里得（公元前300—275） 也曾在书中记录：我们假想光是以直线 进行的，在线与线之间还留出一些空隙 来，光线自物体到人眼成为一锥体，锥 顶在人眼，锥底在物体，只有被光碰到 的东西才给我们看见，没有碰上的东西 就看不见了。这段记录给出了光的直线 传播性质，但错误的认为从人眼向被看 见的物体伸展着某些类似触须似的东西。
8
二、光学的重要性
年轻而古老：光缆、光盘等——远古到现代 基础加应用：力、热、电、光——工业、农
业、军事、天文学、医学、电 子学、材料科学、化学、生物、 通信等 理论与实验：张量、卷积、相关、δ函数、 傅氏变换——普通光学实验、 近代光学实验、现代光学实验等
9
三、光学的研究方法
实践----假说----理论----实践
18
因此，到十九世纪中叶，光的波动理 论战胜了微粒学，而牢固的建立起来了。
【精品课件教案PPT】 光学基础(1)电磁波谱PPT文档26页
பைடு நூலகம்
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
【精品课件教案PPT】 光学基础（1） 电磁波谱
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
【精品课件教案PPT】 光学基础（1） 电磁波谱
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
衍射光栅常数与光波长的测量 ppt课件
光栅的分辨本领与谱线的级次和光栅的缝数成正比。当要求在某一级次的谱 线上提高光栅的分辨本领时，必须增大光栅的总缝数。这就是光栅之所以要刻上
上万条甚至几十万条刻痕的原因.
ppt课件
四、实验内容及要求 Ⅰ、调节分光计 平行光管产生平行光（平行光管的狭缝位于其 物镜焦平面上），且光轴与仪器主轴垂直。 望远镜能接受平行光（分划板位于物镜焦平面 上），且光轴与仪器主轴垂直。 载物台平面与仪器主轴垂直。
k k
19°52' 19°49' 18°44' 14°55' k=1 绿光 9°22' 0.16267 0.026462 80°38' 0.986551 0.973282 3.357099 0.001717
k k
19°54' 19°52' 18°45' 14°54'
衍射角
5803.0483 0.0004024 5
①、光栅常数
k2
m d 3.3199 0.0004 m d 3.316 0.002
ppt课件 18
k 1
②、各光波波长
k 2
黄2 5793 2A
0
k 1
黄1 5779 3A
紫 4374 3A
②、用公式dsinψk =± kλ测d和λ时，实验要保证什么条件？如何实现？③、当 狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象，为什么？
（10）教师签字数据!!!
ppt课件 16
[数据处理要求案例]
光栅(1)衍射实验数据处理
Hale Waihona Puke 级次 谱线 黄光2 k=2左游标
ө-k 246°44' 246°46' 247°55' 251°54' 257°4' 257°5'
信息光学第七章-光学全息ppt课件
引入一相干参考波，该参考波在H上产生 的复振幅分布为
R x,yr0x,yejrx,y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x ,y O x ,y R x ,y
对应的强度分布为
I x , y U x , y 2 O x , y 2 R x , y 2 O x , y R * x , y O * x , y R x , y
➢用共轭参考波照明
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2、波前记录与再现
✓用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为C(x,y)，
全息图的透射光场分布为 U t x , y C t x , y C t b C O 2 C O R * C O * R U 1 U 2 U 3 U 4
4、基元全息图分析
✓全息图可看作是很多基元全息图的线性组合，了解基元全息图的结构和
作用对于深入理解整个全息图的记录和再现机理非常有益。 空域方法是把物体看作一些相干点源的集合，物光波前是所有点源发出的 球面波的线性叠加。每一个点源发出的球面波与参考波干涉，记录的基元 全息图称为基元波带片； 频域方法是把物光波看作由很多不同方向传播的平面波分量的线性叠加， 每一个平面波分量与参考平面波干涉而记录的基元全息图称为基元光栅。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
1、引言
✓全息发展简史
➢ 1948年 Dennis Gabor 提出 “波前重现” 理论
目的：改善电子显微镜的分辨率 光源：汞灯 效果：因光源相干性差，效果很不明显
R x,yr0x,yejrx,y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x ,y O x ,y R x ,y
对应的强度分布为
I x , y U x , y 2 O x , y 2 R x , y 2 O x , y R * x , y O * x , y R x , y
➢用共轭参考波照明
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2、波前记录与再现
✓用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为C(x,y)，
全息图的透射光场分布为 U t x , y C t x , y C t b C O 2 C O R * C O * R U 1 U 2 U 3 U 4
4、基元全息图分析
✓全息图可看作是很多基元全息图的线性组合，了解基元全息图的结构和
作用对于深入理解整个全息图的记录和再现机理非常有益。 空域方法是把物体看作一些相干点源的集合，物光波前是所有点源发出的 球面波的线性叠加。每一个点源发出的球面波与参考波干涉，记录的基元 全息图称为基元波带片； 频域方法是把物光波看作由很多不同方向传播的平面波分量的线性叠加， 每一个平面波分量与参考平面波干涉而记录的基元全息图称为基元光栅。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
1、引言
✓全息发展简史
➢ 1948年 Dennis Gabor 提出 “波前重现” 理论
目的：改善电子显微镜的分辨率 光源：汞灯 效果：因光源相干性差，效果很不明显
【精品课件教案PPT】 光学基础(1)电磁波谱PPT文档共26页
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
【精品课件教案PPT】 光 学基源自（1）电磁波谱26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
【精品课件教案PPT】 光 学基源自（1）电磁波谱26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
第十二章 光学1 干涉PPT课件
热（辐射）光源 白炽灯、弧光灯、太阳…
非热辐射光源（冷光源） 气体放电管、日光灯、萤火虫…
7
•原子的发光模型
能级
激发态寿命 10-11～10-8 s
自发辐射
E2
激发态
原子发光——原子光波列：
一定频率、振动方向，长度有限 E1
基态
的光波列
普通光源发光：
原子光波列
大量原子和分子持续、随机地发 射的光波列
两个特点：间歇性、随机性
xct
8
激光光源：受激辐射
n n = (E2-E1)/h
n E2
n
E1
完全一样 (频率、相位、
振动方向)
激光光源发光(受激辐射)
9
三、单色光
单色光： n 0,t 或 l 0,x
有限长的单色波列
l
xc t l ：谱线宽度
普通单色光源： l0.1~1 0 3nm
激光：
l109nm
13
干涉的光强分布
I
II1I22I1I2 co s
Imax
IIma x I1I22I1I2 IIm inI1I22I1I2 -4 -2
若 I1 I2
Imin
0 2
I
4
II1I22I1I2 co s
I 4I1co2s2
-4 -2 0
2 4
14
五、相干光的获得方法
两个独立的普通光源很难满足相干条件。
4
一、光的电磁波本质：
1、光速和折射率
真空中 c
1
=2.99792458×108 ms -1
00
介质中 u c r r
光在介质中
频率不变 u ln
折射率 n c u
非热辐射光源（冷光源） 气体放电管、日光灯、萤火虫…
7
•原子的发光模型
能级
激发态寿命 10-11～10-8 s
自发辐射
E2
激发态
原子发光——原子光波列：
一定频率、振动方向，长度有限 E1
基态
的光波列
普通光源发光：
原子光波列
大量原子和分子持续、随机地发 射的光波列
两个特点：间歇性、随机性
xct
8
激光光源：受激辐射
n n = (E2-E1)/h
n E2
n
E1
完全一样 (频率、相位、
振动方向)
激光光源发光(受激辐射)
9
三、单色光
单色光： n 0,t 或 l 0,x
有限长的单色波列
l
xc t l ：谱线宽度
普通单色光源： l0.1~1 0 3nm
激光：
l109nm
13
干涉的光强分布
I
II1I22I1I2 co s
Imax
IIma x I1I22I1I2 IIm inI1I22I1I2 -4 -2
若 I1 I2
Imin
0 2
I
4
II1I22I1I2 co s
I 4I1co2s2
-4 -2 0
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五、相干光的获得方法
两个独立的普通光源很难满足相干条件。
4
一、光的电磁波本质：
1、光速和折射率
真空中 c
1
=2.99792458×108 ms -1
00
介质中 u c r r
光在介质中
频率不变 u ln
折射率 n c u