光学复习浙教版-课件

光学复习浙教版-ppt课件CONTENTS•光学基础概念•光的干涉•光的衍射•光的偏振•光学仪器与技术应用•光的量子性与激光技术01光学基础概念光波的特性波动性光波是一种电磁波，具有波动性，具有振幅、频率、相位等特征粒子性光波又具有粒子性，可以表现为能量和动量的形式传播速度光波在真空中的传播速度为光速，约为3×10^8米/秒光的干涉与衍射干涉现象当两束或多束相干光波相遇时，会因为相位差而产生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹衍射现象光波在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播，形成衍射现象，衍射条纹与障碍物的形状和大小有关光的偏振偏振现象光波的电矢量或磁矢量在某一特定方向上振动，这种现象称为光的偏振现象偏振光的应用偏振光在光学仪器、通信、摄影等领域有广泛应用，如偏振眼镜可以消除反射光的影响，提高视觉清晰度02光的干涉干涉现象与干涉条件干涉现象两束或多束光波在空间某一点叠加时，光强分布出现周期性变化的现象干涉条件相干光源、频率相同、振动方向相同、相位差恒定双缝干涉干涉条纹特点明暗交替、等间距、等宽度的干涉条纹双缝干涉实验通过双缝干涉实验观察明暗交替的干涉条纹干涉条纹宽度计算根据光程差和波长计算干涉条纹宽度薄膜干涉薄膜干涉原理当光波入射到薄膜表面时，发生反射和折射，不同光束在薄膜表面相遇产生干涉等倾干涉和等厚干涉根据薄膜形状和光波入射角的不同，薄膜干涉可分为等倾干涉和等厚干涉增透膜和增反膜利用薄膜干涉原理制成的增透膜和增反膜，可控制光的反射和透射迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪结构测量精度迈克尔逊干涉仪可用于精确测量长度、由分束器、反射镜和测量系统组成折射率等物理量，具有高精度和高灵敏度干涉现象通过分束器将一束光分为两束，分别经过反射镜反射后再次相遇，产生干涉现象03光的衍射衍射现象与衍射条件衍射现象光绕过障碍物继续传播的现象衍射条件障碍物或孔的尺寸与光的波长相当或更小时，光发生明显衍射单缝衍射单缝衍射图样与双缝干涉图样类似，中央为亮条纹，两侧为明暗交替的条纹单缝衍射特点明暗条纹宽度比双缝干涉窄，且与单缝宽度、波长等因素有关圆孔衍射圆孔衍射图样中心为亮斑，向外有明暗交替的圆环圆孔衍射特点圆斑中心明亮且宽，随着级次的增加，圆环变窄、变暗光栅衍射光栅衍射图样由多组明暗相间的狭缝组成的光学仪器，用于光谱分析和准直光栅衍射特点光谱线在背景上呈现为明暗相间的条纹，且光谱线具有多级性04光的偏振偏振光的基础知识偏振光光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内，只沿某个特定的方向振动的光自然光无偏振方向的光，其振动方向在各个方向上均匀分布线偏振光光的电矢量只沿着某一特定方向振动的光椭圆偏振光光的电矢量以椭圆轨迹振动的光，其长短轴随时间变化偏振光的产生与检测010203偏振片的起偏人工产生偏振光偏振检测器让自然光通过偏振片，只通过特定方法（如晶体折用来检测光的偏振状态，允许特定方向的电矢量通射、反射、干涉等）产生如线偏振、椭圆偏振等过，从而产生线偏振光偏振光光的双折射现象双折射现象晶体分类双折射现象的应用当光线通过某些晶体时，根据晶体对主轴的选择不如制造光学仪器、光学滤会分解成两个偏振方向相同，晶体可分为单轴晶体波器、光学通信等互垂直的线偏振光，这种和双轴晶体现象称为双折射05光学仪器与技术应用显微镜与望远镜显微镜显微镜是一种能够将微小物体放大并观察的仪器，广泛应用于生物学、医学、材料科学等领域显微镜由物镜、目镜、载物台等部分组成，通过调节焦距和放大倍数，可以观察微小物体的细节望远镜望远镜是一种能够观测遥远天体的仪器，通常由反射或折射系统组成反射望远镜使用反射镜面聚焦光线，适合观测星系、星云等深空天体；折射望远镜使用透镜聚焦光线，适合观测行星、彗星等近地天体照相机与摄像机照相机照相机是一种能够记录影像的仪器，通过镜头将景物聚焦在感光元件上，并利用快门控制曝光时间，最终记录为静止图像或视频照相机的种类繁多，包括数码相机、胶片相机等摄像机摄像机是一种能够记录动态影像的仪器，与照相机类似，但能够记录连续的动态画面摄像机通常由镜头、录像系统、音频系统等部分组成，可以用于制作电影、电视剧等视频作品全息照相与光学信息处理全息照相光学信息处理全息照相是一种记录物体发射或反射光光学信息处理是一种利用光的干涉、衍射、波全部信息的技术，通过干涉和衍射原折射等光学现象进行信息处理的技术，可理，能够记录物体的三维形状和颜色信VS以实现图像增强、去噪、特征提取等功能息全息照相在信息安全、三维测量等光学信息处理在遥感、医学成像等领域有领域有广泛应用广泛应用06光的量子性与激光技术光的量子性光的粒子性光是由粒子组成的，这些粒子被称为光子每个光子都有一定的能量和动量光的波动性光也表现出波动性质，如干涉和衍射光的波动性可以用波动方程描述光的量子性和经典性的关系在某些情况下，光的量子性可以忽略不计，可以用经典理论描述；在另一些情况下，必须考虑光的量子性激光原理与技术激光原理激光技术激光是受激发射放大过程的简称当原子吸激光技术包括激光切割、激光焊接、激光通收能量后，电子从低能级跃迁到高能级，然信等这些技术都利用了激光的高亮度、高后回落到低能级并释放出光子这些光子在方向性和单色性等特点谐振腔内放大并形成激光束激光的应用领域工业制造医学领域激光在工业制造中广泛应用于切割、焊接、激光在医学领域中用于治疗各种疾病和病打标和表面处理等领域症，如眼科疾病、皮肤病和癌症等通信领域科研领域激光在通信领域中用于光纤通信和卫星通激光在科研领域中用于光谱学、光学计量信等领域，可以实现高速、大容量的数据和天文学等领域，可以帮助科学家们深入传输了解物质和宇宙的奥秘谢谢您的聆听THANKS。