大学物理 光学 第二章几何光学.pptx

1光学授课教师：张学进参考书籍： 1.游璞，于国萍，《光学》，高等教育出版社2.赵凯华，钟锡华，《光学》，北京大学出版社3.邓梅生,《光学理论与实践》，武汉大学出版社4.1.BornMax,Principlesofoptics:electromagnetictheoryofpropagation,interferenceanddiffractionoflight(PergamonPress)

4.2.（德）马科斯?玻恩（Born.M.），《光学原理》中译本，电子工业出版社5.崔宏波，李永平，段开敏，《光学》，科学出版社6.蔡履中，《光学》，科学出版社7.吴强，《光学》，科学出版社8.张以谟，《应用光学》，电子工业出版社9.章志鸣，《光学》，高等教育出版社教材:高文琦等编光学

2光-Light，是我们最熟悉的现象之一，没有光，人类就无法生存。万物生长靠太阳！地球上的主要能源都是直接或间接来自太阳能！

3生活中，大自然中有关光的现象无处不在佛光

4彩虹

5海市蜃楼

6日晕

7你还能举些有关光的现象么？

8第一章导论1-1光学简史周朝的金燧取火（公元前1000年）古代光学 公元前------16世纪宏观光学现象的直观认识古埃及金字塔出土的平面镜（公元前1000年）《墨经》中的光线传播，平面镜、凹面镜、凸面镜的成像（公元前400年）；Euclid欧几里德的《反射光学》（公元前400年）；南宋沈括《梦溪笔谈》中，针孔成像、球面镜成像、虹霓等光学现象的描述。

9古希腊人对视觉的认识

10经典光学 17世纪------19世纪Leeuwenhoek显微镜用于生物细胞观察（1673）Romer根据木星的月蚀测出光速有限（≈214000km/s）（1676）Huggens的波动学说（1678）Galilei望远镜（1610年），发现土星光环Kepler望远镜用于天体观测（1611），Kepler三定律Snell的折射定律（1621年）Fermat原理:“光沿时间最短的路径传播”（1657)Newton的微粒学说、色散实验（1666年）

11Maxwell的电磁波理论(1873)、光速Michelson干涉实验（1887）；19世纪末确立了光的波动理论的统治地位。Young的干涉实验（1801）；Fresnel的波动理论（1814）、反射折射能量定律（1832）Fizeau用旋转齿轮测光速（≈315300km/s）（1849）Foucault测出水中光速比空气中光速小（1850）， 与微粒学说矛盾，与波动说吻合。

12 近现代光学 1900-----量子论（1900）；Einstein发现光电效应（1905）；deBroglie的物质波理论（1924）；Born的波粒二像性理论（1925）；激光器的诞生（1960）；QuantumOptics（量子光学）；NonlinearOptics（非线性光学）；IntegratedOptics（集成光学）；OpticalCommunication（光通信）；Holography（全息学）；Photonics（光子学）；….现代光学的分支和技术

13光子学1-2．光学的研究内容及分类内容：光的传播-----反射、折射、衍射、干涉、偏振等；与物质的相互作用-----色散、散射、光电效应等分类：电磁光学非线性光学波动光学几何光学

14波动光学电磁光学几何光学光子学非线性光学几何光学、波动光学------研究光的传播；非线性光学 ------- 研究光与物质作用理论；电磁光学 ------- 基于Maxwell方程光子学 ------- 基于量子论；本课程的主要内容

15介质中的速度：真空中的速度：折射率的定义：例如--空气：1.00029; 水：1.33; 玻璃 ~1.51-3 光的基本特性(1)光的传播行为

16图示：正常色散曲线折射率n还与波长有关: 色散现象三棱镜的色散

17(2)光的振动特性光具有偏振现象光波是横波光的振动方向与传播方向垂直(3)光谱特性电磁波的频率范围很广,不同波长的电磁波与物质相互作用时有显著不同的现象和规律,因此可将电磁波分为很多波段.

18电磁波谱线频率v与波长l的关系:---