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第一章光学基础第一节光与介质光是能量的一种，它的单位叫光量子。
光是电磁波中的一部分，它和宇宙射线、X射线、无线电波及电视电波等都属电磁能（图1-1）。
本章所讲的是电磁波中的可见光。
光用波长表示，旧制用埃（A=10-10m=0.1nm），亦可用纳米（1 nm=10-9 m）。
可见光的范围在400~750 nm之间。
短于400 nm为紫外线，长于750 nm者为红外线。
自然界的可见光是白的，用三棱镜分光后可把白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色。
所有本身能发光的物体，称为发光体或光源。
自然界中大多数物体不发光。
光遇到不发光物体时，根据物体性质和表面特征不同程度地将光反射回来，眼睛借着物体表面的乱反射来辨别宇宙中的物体。
光在宇宙中是直线进行的，在进行过程中遇到物体时，则依照物体的透光程度、密度大小、表面曲度和表面光洁程度发生反射、吸收和折射。
光遇到透明物质，如水和玻璃时可以穿过，因而可以通过这些物质观察物体，这些物质称为透明体或光学介质。
只有部分光可以通过的物质，称为半透明物，如毛玻璃或薄的纸。
光不能通过的物体称不透明物。
光在完全透明的介质中行进时，由于没有光反射到我们的眼睛，因而看不到光的存在，但没有一种介质能允许所有的投射光完全通过，也没有一种物质能将所有的光完全吸收或者反射。
透明体的厚度愈增加，透过的光愈减少；反之，物体愈薄，透过的光愈多。
例如，水是透明介质，少量时允许大部分的光通过。
看起来它是透明的，但只有极微弱的光能透过极深的海底，所以海底是一个黑暗世界。
任何薄到一定程度的物质都可变为透明或半透明，因此透明和不透明是相对的。
某些透明体吸收光谱中可见光的一部分或大部分，只允许其它一部分光谱通过。
例如，黄玻璃只允许黄光通过，红玻璃只允许红光通过，其它的光谱全部被吸收。
因此，我们通过这种玻璃只看到黄的或红的物体。
某些不透明物体能够吸收光谱中的一部分而将其余部分反射回来。
因而我们能辨别它的颜色。
光学教程第1章_参考答案光学教程第1章参考答案光学是研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象的科学。
光学是一门非常重要的学科，广泛应用于各个领域，包括物理学、化学、生物学、医学、通信等等。
本章主要介绍了光的基本性质和光的传播规律。
1. 光的基本性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光波的波长和频率决定了光的颜色和能量。
光的传播速度是光在真空中的速度，约为每秒3×10^8米。
2. 光的传播规律光的传播遵循直线传播原则。
当光传播到介质边界时，会发生反射和折射现象。
反射是光从界面上反射回去，折射是光从一种介质传播到另一种介质中。
根据菲涅尔定律，入射角、反射角和折射角之间满足一定的关系。
3. 光的反射和折射光的反射是光从界面上反射回去的现象。
根据角度关系，入射角等于反射角。
光的折射是光从一种介质传播到另一种介质中的现象。
根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足一定的关系。
4. 光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。
干涉可分为构造性干涉和破坏性干涉。
光的衍射是指光通过一个小孔或绕过一个障碍物后产生的衍射现象。
衍射使得光的传播方向发生偏转。
5. 光的偏振光的偏振是指光波中的电矢量在某一平面上振动的现象。
光的偏振可以通过偏振片来实现。
偏振片可以选择只允许某一方向的偏振光通过。
6. 光的吸收和散射光的吸收是指光能量被介质吸收并转化为其他形式的能量的现象。
光的散射是指光在介质中传播时与介质中的微粒发生相互作用，并改变光的传播方向的现象。
总结：光学是研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象的科学。
光的传播遵循直线传播原则，当光传播到介质边界时会发生反射和折射现象。
光的干涉是指光波相遇时产生的干涉现象，光的衍射是指光通过小孔或绕过障碍物后产生的衍射现象。
光的偏振是指光波中的电矢量在某一平面上振动的现象，可以通过偏振片来实现。
光的吸收是光能量被介质吸收并转化为其他形式的能量，光的散射是光在介质中传播时与介质中的微粒发生相互作用并改变光的传播方向的现象。
第一章光学基础知识.doc1 第一章光学基础知识肉眼能感觉到的光称为可见光，它来自各种自然光源和人造光源。
光实质是电磁波，可见光的电磁波波长在380nm～760nm 之间。
研究可见光的物理现象有1、光是直线传播的人影、小孔成像、木工观察平面直不直时都是该现象的验证；2、光是独立传播的；3、光路是可逆的；4、光到达两个介质的介面时，光要产生反射和折射。
第一节光的反射和球面镜成像一、光的反射当光线投射到两种介质的分界面上时，一部分光线改变了传播方向，返回第一媒质里继续传播，这种现象称为光的反射。
自然界的反射分为漫反射（不规则反射）镜面反射（规则反射）当介质的分界面（反射面）粗糙凹凸不平时，即使入射光线是平行的，反射光线并不平行，这种反射称为漫反射（不规则反射）。
当介质的分界面（反射面）光滑平整时，入射光是平行的，反射光仍然平行的反射，称为镜面反射（规则反射）。
二、反射定律1、反射光线在入射光线与法线所决定的平面内，反射光与入射光线分居在法线两侧；2、反射角等于入射角i 1 ＝i 2 。
i 1 i 2 入射角法线反射角入射光线反射光线入射点2 三、平面镜成像像的性质①虚像②正立③等大根据等大的性质，可以证明AO＝A′O 当验光室长度尺寸达不到国家规定的5米－6米的距离时，可以利用反射镜成像的原理，将长度尺寸压缩一半。
2.5 3 ～米2.5 3 ～米5 6 ～米四、球面镜成像镜的反射面为球面的一部分称做球面镜反射面为球形的凹面凹面镜反射面为球形有凸面凸面镜1、凹面镜的成像C F O r f 凸面镜凹面镜A′ A O3 镜面的几何中心点O，称镜面的顶点。
镜面的曲率中心C，称镜面的球心。
过球心与顶点的连线称为主光轴，简称为主轴。
当一束平行于主轴的光线入射，经凹面镜反射后相交于镜前主轴上的一点F，F 点称为焦点。
焦距到顶点的距离FO 称为焦距，用f表示。
可以证明f r为曲率半径求凹面镜的成像问题（已知物体位置，求像的位置），可以用二种办法解决。
八年级物理光学第一章知识点一、光的概念及性质光是人们能够直接感知到的一种电磁波辐射，它具有波粒二象性。
光的电磁波理论是最基本的光学理论，它把光视为一种电磁波，它的速度是固定且非常快的。
光的性质有：直线传播、折射、反射、干涉、衍射和偏振。
其中，折射是光线通过介质表面时方向发生改变的现象，反射是指光照射到物体表面时，一部分光线返回原来的方向的现象。
干涉和衍射是光学的现象，后者指光线传播时会弯曲绕过障碍物，前者是指两个或多个波面干涉所产生的互相强化或互相抵消的现象。
光的偏振是指光波中的电场向量只在某个平面内振动的现象。
二、光的传播与光线光的传播是指光从一处到另一处的过程，可以分为直线传播和曲线传播两种形式。
在物理学中，常说的“光线”并不是真正的光线，而是表征光传播方向的一条射线。
光线只是人为的虚构概念，它并不存在于真实光学中。
三、光线的反射与折射光线的反射是指光线照到物体上，并且回弹到原来入射的方向的现象。
在反射光线照到物体表面时，可以得出反射定律。
光线的折射是指光线穿过介质，方向发生了改变的现象。
当光线从一种介质到另一种介质时，可以得出折射定律。
四、光的波动模型光学传统的观点认为光是以波动形式传播的，这种观点依据于被物体表面反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象所证明。
在光的波动模型中，光的波长、频率和速度之间存在着一定的关系，即“光速不变理论”。
五、光学仪器光学仪器分为常用光学仪器和专用光学仪器两大类。
常用光学仪器包括显微镜、望远镜、透镜、反射镜、棱镜等；专用光学仪器包括激光器、光电子显微镜、红外光谱仪等。
通过对光学仪器的研究和利用，可以加深对光学的理解和应用。
光学作为应用广泛的一个学科，涉及到工业、医药、通讯、交通等各个领域。
八年级物理光学第一章的知识点涵盖了光的概念、性质、传播、反射、折射、波动模型和光学仪器等方面的内容，是打好光学基础的重要一步。
应用光学第一章总结知识点一、基本概念1. 光的本质光是一种电磁波，具有双重性质，既能像波一样传播，又能像粒子一样照射。
2. 光的特性光具有波长、频率、速度和偏振等特性，光的波长决定了它的颜色，频率决定了它的亮度，速度取决于介质的折射率，偏振决定了光的方向性。
3. 光的传播光在真空中的传播速度是光速，而在不同介质中传播的速度和方向都会发生变化。
光的传播遵循光线理论和波动理论。
4. 光的干涉和衍射光的干涉和衍射是光学现象的重要表现形式，它们揭示了光的波动性。
干涉是指两束波相遇时相互干扰的现象，衍射是指波通过孔隙或物体边缘时发生的扩散和弯曲。
5. 光的吸收和发射光与物质相互作用时会发生吸收和发射，物质的吸收和发射特性与光的波长有关。
二、光学元件1. 透镜透镜是光学系统的重要组成部分，它能够折射光线，使光线汇聚或发散。
透镜有凸透镜和凹透镜之分，可以用在光学仪器中进行成像。
2. 镜面镜面是能够反射光线的表面，具有平面镜、球面镜等形式。
镜面的反射特性与入射角和反射角有关，根据镜子的曲率不同，反射出的光线会发生聚焦或发散。
3. 棱镜棱镜是一种类似透镜的光学元件，它能够使光线发生色散，将不同波长的光线分散成不同的方向。
4. 光栅光栅是一种利用周期性的结构使光发生衍射的光学元件，它可以分解光线，用于光谱仪等领域。
5. 波片波片是一种能够改变光线偏振状态的光学元件，常用于偏振光学和激光器件中。
6. 光阑光阑是一种用于控制光线传播的光学元件，它能够限制光线的传播范围，提高光学系统的分辨率。
7. 光学滤波器光学滤波器是一种通过选择性吸收或透射特定波长光线的光学元件，它可以应用于激光器件、摄像头和光学测量中。
8. 光学偏振元件光学偏振元件是一种能够改变光线偏振状态的光学元件，包括偏振片、偏光镜和偏振棱镜等。
三、光学系统1. 成像系统成像系统是由透镜、镜面和光学滤波器等组成，它能够将物体上的信息投影到成像平面上，形成清晰的图像。
●光学导言►波动光学风光无限在物理学的几门基础学科中，光学几乎与力学一样地古老，相对而言电磁学要年轻得多。
然而，从20世纪40年代开始，光学在理论、方法和应用方面，均有一系列重大的突破和进展。
因此，现代光学这一称谓颇为人们所共识。
1948年全息术的发明，1955年作为像质评价标准的光学传递函数的确立，1960年新型光源激光器的诞生，连同1942年第一台相衬显微镜的问世，以及后来的傅里叶变换光学理论的形成和光学信息处理技术的兴起，它们正是现代光学发展中具有标志性的几项成就。
尤为使人激动的是，这些振奋人心的一个个重大成就，究其基本思想、理论基础和概念要点，均与经典波动光学息息相关，均植根于波动光学这方沃土，是对波动光学传统成果的一种创造性的综合和提高。
波动光学和现代发展使人们获得启迪———对已有理论和成果的综合和提高，也将导致科学技术的重大创新乃至一场科技革命。
作者相信在21世纪这种重大创新或革命还将出现于波动光学这片广阔的天地中。
波动光学，风光无限。
另一方面，光对于人类有着特殊的亲切感。
假如不是我们的眼睛像太阳，谁还能欣赏光亮———这是前苏联科学院院长瓦维洛夫，在其名著《眼睛与太阳》的引论中，首引德国诗人歌德的一诗句。
固然，光频极高，远远超过人眼的时间分辨能力，这使人们不能如观察水波那样，直观地看到光行波的运动图像。
然而，又有什么波，能有光波的干涉条纹、衍射花样或显色偏振图样，那么稳定，那么一目了然，那么绚丽多彩。
在揭示波的叠加和干涉效应以及波传播的行为特征方面，可以说，光波要比水波、声波或无限电波，显得更为优越。
这里的部分原因就在于光频极高，光波长极短；或者说，人类对于光具有独特的视觉功能，有十分敏感的色度效应。
再从理性的方面思考，有关波动的许多带有共性的重要概念、基本规律和处理方法，乃至波传播的行为特征，我们和我们的大学生们主要是通过波动光学的学习而获得充分认知的，这将使他们今后在工作和研究中，与其他类型的波打交道时，处于一种非常主动的地位。
