《光学原理入门》课件

《光学原理入门》本课件将带您深入了解光学的基本原理，并探索其在不同领域中的应用光的性质光是一种电磁波，具有波粒二象性光具有波长、频率、速度等物理特性光的波长决定了光的颜色光的传播直线传播1光在均匀介质中沿直线传播反射2光遇到障碍物时会发生反射折射3光从一种介质进入另一种介质时会发生折射衍射4光遇到障碍物时会发生衍射，绕过障碍物传播光的反射反射定律入射角等于反射角镜面反射光线从光滑表面反射，反射光线平行漫反射光线从粗糙表面反射，反射光线不平行光的折射折射定律1折射率2全反射3光的衍射惠更斯原理1单缝衍射2多缝衍射3光的干涉21相干光杨氏双缝实验两束光发生干涉，形成明暗相间演示了光的干涉现象的条纹光的偏振横波性质偏振光偏振片光是一种横波，电场和磁场方向垂直光波振动方向一致的光只让特定方向振动的光通过于传播方向光的散射瑞利散射米氏散射短波长光更容易散射，解释长波长光更容易散射，解释了天空为什么是蓝色的了日落为什么是红色的光的色散白光棱镜12包含多种不同波长的光不同波长的光在棱镜中折射角度不同，导致白光被分解成彩虹光的吸收和发射吸收发射物体吸收特定波长的光物体发射特定波长的光光子光子是光的基本粒子光子没有静止质量，但具有能量和动量波粒二象性123波粒二象性波动性粒子性光同时具有波和粒子的性质光可以发生干涉和衍射光可以表现为光子光的量子论普朗克量子化假设爱因斯坦光电效应能量只能以离散的量子形式存在解释了光电效应，证明了光的粒子性光的传播规律直线传播1反射定律2折射定律3镜子成像平面镜1成正立、等大的虚像凹面镜2成倒立、放大的实像或虚像凸面镜3成正立、缩小的虚像透镜成像12凸透镜凹透镜成倒立、放大的实像或虚像成正立、缩小的虚像光学仪器的原理望远镜照相机利用透镜或反射镜收集来自远处利用透镜将物体成像在感光元件的平行光线，形成放大的像上显微镜利用透镜放大微小物体的像相位和相干相位相干描述波的振动状态两束光具有相同的频率和相位关系多波干涉薄膜干涉多光束干涉光线在薄膜上下表面反射，多束光发生干涉，形成更清产生干涉现象晰的干涉条纹全息技术全息术全息图记录并重现光波的全部信息，包括振幅和相位能够再现三维图像，具有立体感光的矢量分析光的电场和磁场可以用矢量表示光的偏振可以用矢量分析来描述矢量分析可以用来研究光的传播和干涉现象光纤通信光纤1利用光的全反射原理，在光纤中传输光信号光信号2利用光的强度或相位变化来传输信息光纤通信3一种高速、长距离的信息传输方式激光技术激光一种高能量、单色、方向性强的光束激光器产生激光的装置激光应用广泛应用于医疗、工业、通信等领域光速测量光速1迈克尔逊干涉仪2光速常数3光学测量技术干涉测量1利用光的干涉现象进行精确测量衍射测量2利用光的衍射现象进行测量偏振测量3利用光的偏振现象进行测量光谱分析12光谱光谱分析不同波长的光按波长排列得到的通过分析光谱来识别物质的组成图案和结构光学材料玻璃塑料晶体透光性好，常用于制造透镜、棱镜等价格低廉，可用于制造一些简单光学具有特殊的物理性质，可用于制造一光学元件元件些特殊的光学器件光学元件的设计透镜设计反射镜设计根据光学原理，设计不同形根据光学原理，设计不同形状和折射率的透镜状和反射率的反射镜光学系统的设计光学系统系统优化12多个光学元件组合而成，根据光学原理和实际应用用于实现特定功能需求，对光学系统进行优化设计光学应用领域医学通信工业眼科检查、激光手术等光纤通信、光学传感等激光切割、激光焊接等。