还剩21页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
大学物理物理光学•绪论目录•光的干涉•光的衍射CONTENTS•光的偏振•光的量子性01绪论物理光学概述光的波动性光在传播过程中表现出波动性质,如干涉、衍射等光的粒子性光同时具有粒子性质,表现为光电效应、康普顿散射等现象光的相干性相干光具有稳定的干涉现象,是光学研究的重要基础物理光学的发展历程古典光学时期现代光学时期从17世纪到19世纪,主要研究光的本20世纪以来,随着激光和光纤等技术性和传播规律,如折射定律的发现和的出现,光学研究领域不断拓展,涉应用及信息处理、生物医学等领域波动光学时期19世纪初,波动光学理论逐渐形成,解释了干涉、衍射等现象物理光学在生活中的应用010203光学仪器信息传输能源技术如照相机、望远镜、显微光纤通信利用光的全反射太阳能电池利用光电效应镜等,利用光学原理提高原理实现高速、大容量信将光能转化为电能,激光成像质量息传输技术也在工业、医疗等领域得到广泛应用02光的干涉光的干涉原理光的波动性光在传播过程中表现出波动性质,具有振幅、波长、频率等波动特征干涉条件两束或多束相干光波在空间某一点叠加时,产生明暗相间的干涉现象,需满足相干光源、相同波长、相同相位差等条件干涉图样干涉产生的明暗相间的图样,取决于各光波的振幅合成和相位差干涉现象的分类薄膜干涉迈克尔逊干涉仪牛顿环光在薄膜表面反射和折射通过分束器将一束光分为光在球面透镜和玻璃板之时产生的干涉现象,如增两束,再反射回来后叠加间产生干涉现象,形成明透膜、增反膜等产生干涉现象,用于测量暗相间的圆环,用于检测光波长和长度等光学元件的表面质量干涉现象的应用光学仪器01干涉现象用于制造各种光学仪器,如干涉仪、显微镜、望远镜等,提高仪器的精度和分辨率光学通信02利用干涉原理实现光信号的调制和解调,提高通信的可靠性和保密性光学传感03干涉现象用于检测微小位移、压力、温度等物理量,实现高精度、高灵敏度的传感测量03光的衍射光的衍射原理光的波动性光在传播过程中表现出波动性质,具有振幅、波长、频率等波动特征衍射现象的产生当光遇到障碍物或孔径时,会绕过障碍物或穿过孔径继续传播,产生衍射现象衍射现象的分类根据光的衍射特征,可以分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射衍射现象的分类菲涅尔衍射当光遇到边缘、狭缝或小孔时,会在障碍物的边缘发生衍射,形成明暗相间的干涉条纹夫琅禾费衍射当光通过大孔径或障碍物之间的距离较大时,会在孔径后形成衍射图样,通常表现为衍射环衍射现象的应用光学仪器设计在光学仪器设计中,如望远镜、显微镜等,需要1利用光的衍射原理来提高成像质量和分辨能力信号处理在信号处理领域,可以利用光的衍射原理进行光2学图像处理、光学滤波等操作,提高信号的识别和提取能力生物医学成像在生物医学成像领域,如光学显微镜、共聚焦显3微镜等,利用光的衍射原理可以观察细胞和组织的细微结构04光的偏振光的偏振原理光的偏振是指光波在振动方向上的变化特性在自然光中,光波的振动方偏振现象可以通过使用偏振片、晶体向是随机的,而在偏振光中,光波的等光学元件进行观察和实验验证振动方向是确定的光的偏振原理可以通过麦克斯韦方程组进行描述,该方程组揭示了光波在电场和磁场方向上的振动关系偏振现象的分类线偏振光波的振动方向与传播方向垂直,只沿着某一特定方向振动圆偏振光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内旋转,像一个旋转的圆形椭圆偏振光波的振动方向在垂直于传播方向的平面内呈椭圆轨迹旋转偏振现象的应用01020304光学通信光学成像光学检测天文观测利用偏振现象实现信号的传输通过偏振滤镜消除或减少散射利用偏振现象检测物质的性质通过观测天体的偏振现象,研和调制,提高通信的可靠性和光的影响,提高图像的清晰度和结构,如生物组织、液晶等究天体的磁场和辐射特性保密性和对比度05光的量子性光的量子性原理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,如干涉和衍射光的量子性原理光的粒子性和波动性并不矛盾,而是互补的光的量子性原理是描述光与物质相互作用的基本理论量子现象的分类量子光学现象如光子干涉、光子纠缠等量子力学现象如原子能级跃迁、电子量子场论现象自旋等如黑体辐射、光电效应等量子现象的应用量子计算01利用量子力学原理进行计算,具有超强的并行计算能力和处理复杂问题的能力量子通信02利用量子纠缠实现信息的安全传输,具有不可窃听和不可破译的优点量子传感器03利用量子力学原理检测微小变化,具有高灵敏度和高分辨率的特点THANKS感谢您的观看。