大学物理光学课件

•光的本质与传播•几何光学基础•波动光学初步•量子光学简介•激光技术与应用•光纤通信技术基础光的本质与传播光的波粒二象性01波动性质光具有干涉、衍射等波动特有的现象，表明光是一种波动。

02粒子性质光电效应等现象揭示了光的粒子性，即光由一份一份不连续的能量组成，称为光子。

03波粒二象性的统一光既具有波动性又具有粒子性，二者在不同条件下表现出来。

光的传播速度与介质关系真空中的光速01在真空中，光的传播速度最快，约为3×10^8米/秒。

介质中的光速02光在不同介质中的传播速度不同，一般比在真空光的反射与折射定律反射定律01入射光线、反射光线和法线在同一平面内；入射光线和反射光线分居法线两侧；入射角等于反射角。

折射定律02入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即sinθ1/sinθ2=n2/n1（其中n1和n2分别为两种介质的折射率）。

全反射现象03当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象。

光的偏振现象自然光与偏振光自然光在各个振动方向上的光强相同，而偏振光则只在某一特定方向上振动。

偏振片的起偏与检偏作用偏振片可以将自然光转变为偏振光，也可以用来检测偏振光。

光的双折射现象当光射入某些晶体时，会发生双折射现象，即分解成两束振动方向互相垂直的偏振光。

几何光学基础03光线与光束的区别与联系光线是理想化的模型，而光束是实际存在的；光束由无数光线组成，而光线是光束的抽象表示。

01光线定义光线是表示光的传播方向和路径的几何线，它代表能量传播的方向。

02光束概念光束是由许多光线组成的集合，具有一定的截面形状和发散角。

光线与光束概念透镜成像基本原理透镜通过改变光线的传播方向来实现成像，遵循光的折射定律。

透镜成像规律物体在透镜前不同位置时，成像位置、大小、虚实等规律。

透镜类型及特点包括凸透镜和凹透镜，分别具有会聚和发散作用。

物理光学ppt课件•光的波动性质•几何光学基础•物理光学器件•光的量子性质目•现代光学技术•物理光学实验录01光的波动性质干涉是指两束或多束光波在空间某些区域相遇时，相互作用产生加强或减弱的现象；其原理是光波的叠加原理。

定义与原理两束光波频率相同、振动方向相同、相位差恒定。

产生条件杨氏双缝干涉实验、薄膜干涉等。

应用举例定义与原理衍射是指光波在传播过程中，遇到障碍物或穿过小孔时，偏离直线传播路径的现象；其原理是光波的绕射能力。

产生条件障碍物或小孔的尺寸与光波长相近或比光波长小。

应用举例单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。

偏振是指光波在传播过程中，振动方向只限于某一固定方向的现象；其原理是光波的横波性质。

定义与原理产生条件应用举例光波通过偏振片或反射、折射等过程。

偏振片的应用、偏振光的干涉等。

030201光的波动理论认为光是一种波动的物质，具有干涉、衍射等波动特性。

认为光是一种电磁波，具有电场和磁场交替变化的特点。

认为光是由一份份能量子组成的，即光子，具有粒子性。

认为光既具有波动性又具有粒子性，二者是统一的。

光的波动说光的电磁理论光的量子理论光的波粒二象性02几何光学基础表示光传播方向的几何线，常用带箭头的直线表示。

光线定义由许多光线组成的集合，表示光的传播路径和范围。

光束定义光束由无数条光线组成，光线是光束的组成部分。

光线与光束的关系光线与光束光的反射定律反射定律内容入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射光线与反射光线分居法线两侧，入射角等于反射角。

反射定律应用解释镜面反射、漫反射等现象，是光学仪器设计的基础。

光的折射定律折射定律内容入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

折射定律应用解释光的折射现象，如透镜、棱镜等对光的偏折作用。

成像原理光线通过透镜后发生折射，根据折射定律和透镜形状形成不同的像。

透镜类型凸透镜和凹透镜，分别具有会聚和发散作用。