第1章光的干涉-12014.pptVIP

第0章 绪 论 §0-1 光学的研究内容和方法 §0-2 光学发展简史 §1.2 波动的独立性、叠加性和相干性 * 《现代光学基础》 授课时间：周二（6-7，单周），周五（3-4），1-16周 课程情况：专业基础课程， 48学时，3学分 总评成绩＝平时成绩＋期末考试成绩+实验成绩 平时成绩占10％，期末考试成绩占85％，实验成绩占5％ 课程成绩： 顾 兵 教授 (电子学院先进光子学中心) 办公室：四牌楼校区金陵院110室 电话8110 邮箱：gubing@seu.edu.cn 教师信息： 姚启钧编著，《光学教程》（第三版），高等教育出版社，2008.6 钟锡华,《现代光学基础》，北京大学出版社2003.8 母国光、战元令编，《光学》，人民教育出版社 教材及参考书: 课程内容及学时分配： 2 矢量光场 2 共焦显微光学 4 现代光学应用 2 演示实验 4 视觉 光度学及色度学概要 3 光学仪器的基本原理 6 几何光学的基本原理 2 15 应用光学 7 光的偏振 7 光的衍射 9 光的干涉 2 23 波动光学 实 验 习题课或课堂讨论 讲 课 课 程 内 容 作业提交及答疑时间：薄作业本，课前课后可答疑 一、什么是光学（光学研究的内容）？ 光学是普通物理学的重要组成部分,是研究光的本性、光的传播和光与其它物质的相互作用（如光的吸收、散射和色散，光的机械作用和光的热、电、化学和生理效应等），以及光在生产和社会生活中的应用的一门基础科学。 二、光学研究的方法 在观察和实验的基础上，对光学现象进行分析、抽象和综合，进而提出假说，形成理论，并不断反复经受实践的检验。 三、光学的分类 以光的直线传播为基础，研究光在介质中的传播和成象规律的学科。 以光的波动性为基础，研究光的干涉、衍射和偏振现象和规律的学科 以光的粒子性（量子性）为基础，研究光与物质的相互作用规律的学科。 1、几何光学： 2、波动光学： 3、量子光学： 4、现代光学： 以数学公式为工具，研究光现象和应用的学科。包括色差、象差理论，非线性光学，傅里叶光学，光信息处理，光计算机，激光，全息术等。 萌芽时期： 远古至十六世纪初 几何光学时期：十六世纪中叶至十八世纪初 波动光学时期：十九世纪初至十九世纪末 量子光学时期：十九世纪末至二十世纪初 现代光学时期：二十世纪六十年代至今 18 17 20 19 21 16 世纪轴 远古 萌芽 几何光学 波动光学 量子光学 现代光学 过渡时期： 直线传播占主导，波动理论逐惭形成 光学 A、墨翟：（公元前400—公元前470年）， 在他和其弟子所著的 《墨经》中，对光现象有八条定性记载： ⑴描述了影的定义与形成 ⑵说明光与影的关系 景倒， 在午有端 一、萌芽时期： 远古至十六世纪初 对简单光现象进行了记载并做了不系统的研究。制造了简单的光学 仪器（如平面镜、凸面镜、凹面镜、透镜、眼镜、暗箱和简单幻灯机)。 2、代表人物及成就： ⑴正确反映了光的直线传播规律⑵错误：人眼能发出光线 ⑶描述针孔成象实验，说明光传播的直线性 ⑷说明光有反射性 ⑸由物与光源的关系确定影的大小 ⑹、⑺、⑻分别描述了平面镜、凹球面镜、凸球面镜中物与象的关系。 B、欧几里德：（公元前328—公元前385年）， 在其著作 《光学》一书中提出 触须学说：如图所示 1 、主要工作： 二、几何光学时期：十六世纪中叶至十八世纪初 几何光学时期是光学发展的转折点，系统研究了光现象和光学仪器，建立了直线传播定律、反射定律、折射定律；提出了费马原理、光程、光强、颜色等概念，并观察了棱镜光谱等较复杂的光现象，建立、巩固和发展了牛顿微粒学说。同时，波动理论开始盟芽。 2、代表人物和成就： A、费马：提出了几何光学的基本原理—费马原理，由它可导出直线传播 定律、反射定律、折射定律和面镜、透镜成象规律。 B、牛顿：建立了光是微粒流的微粒学说，进行了白光通过棱镜的实 验，提出了光谱、光强、颜色等概念，观察并研究了牛顿环。 C、琼森和李普塞：发明并制造了世界上第一台望远镜。 D、冯特纳：发明并制造了世界上第一台显微镜。 整个十八世纪，牛顿微粒学说占据着统治地位，同时惠更斯波动理论的提出和相继出现的干涉、衍射和偏振现象对微粒学说提出了挑战，两种理论各自发展，同时又相互斗争，从而形成了从几何光学向波动光学的过渡时期。 1、主要工作： 三、波动光学时期：十九世纪初至十九世纪末 建立了光