《应用光学第七章》课件

应用光学第七章•光的干涉目录•光的衍射CONTENTS•光的偏振•光学仪器•光与物质的相互作用01CHAPTER光的干涉光的干涉现象光的干涉是指两束或多束相干干涉现象通常表现为明暗相间干涉现象在光学、物理学和工光波在空间某些区域相遇时，的条纹，如等厚干涉、等倾干程学等领域有广泛应用，如光相互叠加产生加强或减弱的现涉等学仪器、干涉仪和激光器等象干涉的条件010203相干性平行性空间相干长度两束光波必须具有相同的两束光波必须沿平行方向两束光波在相遇区域的空频率、振动方向和相位关传播，以确保它们在相遇间相干长度必须足够长，系，以确保它们在相遇时时能够保持相干性以确保它们能够相互作用能够相互叠加并产生干涉现象干涉现象的解释光的波动性干涉现象是光波动性的表现，光波在空间传播时会发生反射、折射、散射等现象，导致不同光波之间相互叠加波动叠加原理当两束或多束相干光波在空间相遇时，它们的振动幅度和相位关系将决定干涉现象的表现形式根据波动叠加原理，相同相位的光波将相互加强，相反相位的光波将相互抵消定域性干涉现象具有定域性，即干涉条纹只出现在某些特定区域，这是因为光波的相干性和空间相干长度有限02CHAPTER光的衍射光的衍射现象光的衍射定义光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物的边缘继续传播的现象光的衍射现象的发现最早发现光的衍射现象的是英国物理学家托马斯·杨衍射的分类菲涅尔衍射当光源和观察者在障碍物的同一侧时，观察到的是菲涅尔衍射现象夫琅禾费衍射当光源和观察者分别在障碍物的两侧时，观察到的是夫琅禾费衍射现象衍射的应用图像处理在图像处理中，可以利用光的衍射光学仪器设计现象来增强图像的细节信息，提高图像的分辨率在光学仪器设计中，如望远镜、显微镜等，需要利用光的衍射现象来提高成像质量生物医学成像在生物医学成像中，如超声波成像、X射线成像等，可以利用光的衍射现象来获取更深层次的组织信息03CHAPTER光的偏振光的偏振现象光的偏振是指光波的电矢量或磁矢量偏振现象可以通过偏振片、晶体等光在特定方向上的振动学元件观察到自然光中，光波的电矢量和磁矢量在各个方向上都有等概率的振动，而偏振光中，电矢量或磁矢量只在一个特定方向上振动偏振光的应用01020304偏振光在光学仪器中有在通信领域，偏振光用在生物学和医学领域，在天文观测中，偏振光广泛应用，如偏振滤镜、于提高信号的抗干扰能偏振光用于研究生物组可用于研究天体的物理偏振分束器等力和传输质量织的结构和功能性质和演化过程04CHAPTER光学仪器显微镜显微镜的原理显微镜是一种利用光学透镜放大微小物体的观察工具它通过将物体放置在物镜的焦平面附近，利用物镜的透镜组将物体放大，然后通过目镜进一步放大图像，以便人眼观察显微镜的种类显微镜有多种分类方式，按用途可分为生物显微镜、金相显微镜、体视显微镜等；按光学原理可分为透射式和反射式显微镜；按操作方式可分为手动显微镜和自动显微镜显微镜的应用显微镜在科学研究、医学、工业等领域有广泛应用例如，在生物学领域，显微镜用于观察细胞结构；在医学领域，显微镜用于诊断疾病和病理切片观察；在工业领域，显微镜用于检测产品表面质量和内部结构望远镜望远镜的原理01望远镜是一种利用透镜或反射镜将远处物体放大，以便人眼观察的仪器它通常由物镜、目镜、棱镜和支架等部分组成望远镜的种类02望远镜有多种分类方式，按光学原理可分为折射式、反射式和折反射式望远镜；按用途可分为天文望远镜、观景望远镜和军用望远镜等望远镜的应用03望远镜在天文观测、观景、航海、军事侦察等领域有广泛应用例如，在天文学领域，望远镜用于观测星体和宇宙现象；在观景领域，望远镜用于欣赏风景和野生动物观察；在军事领域，望远镜用于侦察和瞄准照相机照相机的原理照相机的种类照相机应用照相机是一种利用光学透镜将景物反照相机有多种分类方式，按用途可分照相机在摄影、新闻报道、广告制作射或折射到感光片上，以记录影像的为单反相机、数码相机、手机相机等；等领域有广泛应用例如，在摄影领仪器它通常由镜头、快门、光圈、按画幅可分为全画幅、APS-C画幅等；域，照相机用于记录美丽的瞬间和创感光片和暗箱等部分组成按操作方式可分为手动相机和自动相作艺术作品；在新闻报道领域，照相机机用于拍摄新闻照片和采访素材；在广告制作领域，照相机用于产品拍摄和广告创意表现05CHAPTER光与物质的相互作用光与物质相互作用的现象光的吸收光的折射当光照射到物质上时，物质会光在不同介质中传播时，由于吸收光能，转化为热能或其他介质折射率的差异，光会发生形式的能量折射现象，传播方向发生变化光的散射光的干涉光在传播过程中遇到不均匀的两束或多束光波在空间相遇时，物质时，会发生散射现象，改会因为相位差而产生干涉现象，变光的传播方向形成明暗相间的干涉条纹光与物质相互作用的原理01020304光电效应光热效应光化学效应荧光效应当光照射到物质表面时，物质光能被物质吸收后转化为热能某些物质在光的照射下发生化某些物质在吸收光能后发出荧吸收光能后电子从原子中逸出的现象，引起物质温度升高学反应的现象光的现象形成电流的现象光与物质相互作用的应用光学检测光通信利用光与物质的相互作用，实现对物利用光波传输信息，实现高速、大容质成分、结构和状态的检测量的通信光学仪器激光技术利用光与物质的相互作用，制造各种利用光与物质的相互作用，实现高能光学仪器，如显微镜、望远镜等量、高亮度的激光输出，应用于材料加工、医疗等领域THANKS谢谢。