第十二章 人类对光的认识
人类对光的认识过程
2．胡克把光波与水波类比指出光的波动性
他以钻石受到摩擦、打击或加热时在黑暗中发光的现 象为例,认为发光体的一部分处在或多或少的运动中,又因金 刚石很硬,肯定它是一种很短的振动．在分析光的传播时,胡 克提到了光速的大小是有限的,并认为“在一种均匀媒介中, 这一运动在各个方向都以相等的速度传播”,因此发光体的每 一个振动形成一个球面向四周扩展,犹如石子投入水中所形成 的波那样,而射线和波面交成直角．
他认为光的直线传播是由于这些微粒从光源飞出来,在 真空或均匀物质内由于惯性而作匀速直线运动．
3．牛顿在解释光的折射定律、衍射、干涉等现象的 过程中进一步发展和完善了光的微粒说．
牛顿解释光的衍射现象时认为,当光粒子通过障碍的边缘 时,由于两者之间有引力作用,使光束进入了几何阴影区．
人造光
室内摄影，他们从 事的大部分拍摄， 如婚纱摄影、广告 摄影、人像摄影和 宠物摄影都是在摄 影室或其他室内环 境中完成的。在室 内摄影中，人造光 起着关键作用。
பைடு நூலகம்
自然光
又称“天然光”。不 直接显示偏振现象的光。 （它包括了垂直于光波传 播方向的所有可能的振动 方向，所以不显示出偏振 性。从普通光源直接发出 的天然光是无数偏振光的 无规则集合，所以直接观 察时不能发现光强偏于哪 一个方向。） 这种沿着各个方向振 动的光波强度都相同的光 叫做自然光。光又称“可 见光”。
光可以在真空、空气、水等透明 的物质中传播。对于可见光的范围没 有一个明确的界限，一般人的眼睛所 能接受的光的波长在380～760nm之 间。 人们看到的光来自于宇宙中的发 光物质（例如恒星）或借助于产生光 的设备，包括白炽灯泡、荧光灯管、 激光器、萤火虫等。
光的分类
人造光（如激光） 自然光（如太阳光）
对光的认识
爱因斯坦
爱因斯坦提出了光电效应 光电效应——光照射到金属表面上，可使电子 溢出。 他也因此获得诺贝尔奖（1921年）
光的本质
光是一种物质形态，具有波粒二象性；波动性和 粒子性是光在不同场合下反映出来的两种属性； 光既是具有粒子性的电磁波，又是具有波动性的 光子流。
光的本质的认知过程
1666年 牛顿
光的认识历程
光是地球生命的来源之一。光是人类认 识外部世界的工具。光是信息的理想载体或 传播媒质。
据统计，人类感官收到外部世界的总信 息中，至少90％以上通过眼睛……
人们对光的本性的认识经历了漫长的岁 月。
17世纪~18世纪
光的微粒学说(1666年)
牛顿
17世纪曾为牛顿等所提倡。 这种学说认为
光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进
19世纪中
麦克斯韦在18Βιβλιοθήκη 3年提出光的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦
电磁理论
电磁辐射不仅与光相同，并且其反射、折
射以及偏振之性质也相同，由麦克斯韦的理 论研究表明，空间电磁场是以光速传播。这 一结论已被赫兹的实验证实。
他认为光是一种电磁现象，即光是电磁波
机械波与电磁波
机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生； 机械波传播需特定的介质，真空中不能传播，电磁波
可在真空中传播； 机械波可以是横波或引纵波，电磁波只能是横波
✓ 横波——振动方向与波传播方向垂直。 ✓ 纵波——振动方向与波传播方向相同。
19世纪末20世纪初
德国物理学家普朗克提出了量子假说 马克斯·普朗克
光子的能量为普朗克常量和电磁辐射频率的 乘积，E=hv 他开创了量子物理学先河， 并于1918年获得诺贝尔奖
由于普朗克常数极小，频率不十分高的光子能量和 动量很小，在很多情况下，个别光子不易显示出可 观测的效应．人们平时看到的是大量光子的统计行 为，只有在一些特殊场合，尤其是牵涉到光的发射 与吸收等过程时，个别光子的粒子性会明显地表现 出来，波长越短、粒子性越明显．
历史上对光的研究
历史上对光的研究光是一种电磁波，对于人类来说，光的研究可以追溯到古代。
古希腊哲学家毕达哥拉斯和柏拉图对光的本质进行了探讨，认为光是由一种看不见的物质组成的。
然而，直到17世纪，光的本质才被更加深入地研究和理解。
在17世纪初，荷兰科学家胡克对光进行了一系列实验，他发现光在传播时是直线传播的，并且可以通过反射和折射进行控制。
这些实验成果为后来光的研究奠定了基础。
同一时期，英国科学家牛顿对光的分析和实验研究也具有重要意义。
他通过将光通过三棱镜进行分光，发现白光其实是由不同颜色的光组成的。
这一发现使得人们对光的本质产生了新的理解，并为后来的光谱学和色彩研究奠定了基础。
18世纪，光学的研究迈入了一个新的阶段。
法国科学家傅科对光的传播提出了波动理论，即光是一种波动的现象。
这一理论为后来对光的干涉和衍射现象的研究提供了理论基础。
19世纪，光的研究进一步深入。
英国科学家迈克尔逊和莫雷利进行了光的干涉实验，成功地测量出了光的速度。
这一实验结果对于当时争议颇多的以太学说产生了重要影响，并为后来的相对论提供了支持。
20世纪初，光的研究进入了一个全新的领域——量子光学。
爱因斯坦通过对光的光电效应的研究，提出了光子的概念，即光是由一些具有离散能量的微粒组成的。
这一理论彻底改变了人们对光的认识，对于解释光与物质相互作用的机制具有重要意义。
随着科技的不断进步，人们对光的研究也越来越深入。
现代光学领域涵盖了许多重要的研究方向，如光的传播、光的干涉和衍射、光的偏振、光的色彩等等。
光学在通信、医学、材料科学等领域都有着广泛的应用。
总结起来，历史上对光的研究经历了从古代哲学思考到现代科学实验的演变过程。
通过对光的研究，人类对光的本质和性质有了更深入的理解，也为光学的应用提供了重要的理论基础。
随着科技的不断发展，光学研究也在不断推进，为人类带来了更多的科学和技术进步。
人类对光本性的认识
人类对光本性的认识
人类对光本性的认识，始于古希腊的有关光的思考。
他们认为光是航行太空中的一种能量。
后来苏格拉底等哲学家就光的性质建立了一套理论，并指出光会呈折射现象，这个命题在科学史上被认为是重要的一点。
由此，古希腊以及古罗马文化就给予了我们关于光本质的一些观点——光穿透空气，以弹射方式传播。
后来，16世纪的科学家对色彩的研究也对我们对光本质的认识有帮助。
红、黄和蓝为混合色，立马把光的三种波长特性提及出来，这是人类对于光的一个重要发展。
科学发展非常迅速，20世纪以来，主要由物理学家和光学家，以及电子技术的发展，加之现代的计算机技术的应用，现代的光学理论也在不断推进。
现代理论证明，光具有粒子和波之性质，是电磁波的特殊形式，在物理活动中发挥着重要作用。
因此，光已经成为科学研究中的重要内容之一。
许多领域，如激光、通信、精密测量等都建立在日益深入的人类对光本性的认识之上。
人类对光的认识2
人类对光的认识2人类对光的探索历程我们生活的世界五彩斑斓，各种事物都呈现出不同的色彩，这些都是光作用的结果。
光与人们的生活息息相关，不仅展现事物绚丽多姿的一面，也为我们提供了生存所需的能量。
自古以来人们探索光的脚步就从未停下，从简单的小孔成像到激光技术的发展应用，这个漫长的历程中留下了许多前人智慧的结晶。
1.日常生活中的一些光学现象光学现象在日常生活中应用广泛，如眼镜、显微镜、望远镜、平面镜等应用的是光的折射和反射原理。
雨后美丽的彩虹，也是由于阳光射到空中的水滴里，发生反射与折射造成的，我们知道，当太阳光通过三棱镜的时候，前进的方向会发生偏折，而且把原来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光带。
下过雨后，有许多微小的水滴漂浮在空中，当阳光照射到小水滴上时会发生折射，分散成7种颜色的光。
很多小水滴同时把阳光折射出来，再反射到我们的眼睛里，我们就会看到一条半圆形的彩虹，彩虹的色带分明，红的排在最外面，接下来是橙、黄、绿、青、蓝、紫6种颜色。
2．人们早期发现的基本光学现象我国春秋战国时期《墨经》就记载了光影的形成、针孔成像和光的镜面反射等现象，墨子和他的学生做了世界上最早的小孔成像实验，并对实验结果做出了光沿直线传播的科学解释。
在希腊数学家欧几里德在他的《光学》著作中总结了当时已有的关于光现象的知识和猜测,提出了光的反射定律。
[1]在漫长的历史进程中,人们逐渐认识到光的直线传播、反射和折射等现象,了解到光线来自于物体,光以球面形式从光源发出,发明了凸透镜、凹面镜，以及它们的成像规律。
从16 世纪到18 世纪近300年的时间里,人们建立了完备光的反射定律和折射定律[1]。
发明了光学仪器,如望远镜、显微镜等。
3.光本质的探索过程3.1波动说和微粒说十七世纪中期科学界曾创建了对于光的本质认识的学说，其中之一认为光是极为微小的粒子，因而称为“微粒说”，另一种则认为光是波动运动而称为“光的波动说”。
人类对光的认识过程
人类对光的认识过程人类对光的本性认识经历了一个非常曲折、漫长的过程，这其中不仅仅使我们获得了很多知识，更重要的是对科学精神和科学发现的理解更深刻了。
光的本性认识历史--摘自《重要物理概念规律的形成与发展》乔际平刘甲珉编著人们对光的本性的认识经历了漫长的岁月，大约在十七世纪形成了两种对立的学说，即光的波动说与微粒说，但在以后很长一段时期内，微粒说占据统治地位，而波动说几乎消声匿迹.历史发展到十九世纪初，由于一连串的发现和众多科学家的努力使光的波动说再次复兴，并压倒了微粒说.二十世纪初，爱因斯坦提出了光的量子说，康普顿证实了光的粒子性，使人们对光的本性又有全新的认识，乃至到今天，人们认识到光具有波粒二象性.人们对光的本性的认识过程可概括为:光的波动说→光的微粒说→光的波动说→光的量子说→光的粒子说→光的波粒二象性.一、光的波动说的形成十七世纪形成了关于光的本性的两种学说，历史上主张光的波动说有笛卡儿、胡克、惠更斯等人.1.笛卡儿借助于以太来说明光的传播过程十七世纪上半叶，法国物理学家笛卡儿(1596-1650)曾用他提出的"以太"假说来说明光的本性.他用以太中的压力来说明光的传播过程.如果一物体被加热并发光，这意味着，物体的粒子处于运动状态并给予这一媒质的粒子以压力.这一媒质被称为以太，它充满了整个空间.压力向四面八方传播，在达到人眼后引起人的感觉，他把人们对物体的视觉比喻为盲人用手杖来感知物体的存在，他把光的颜色设想为起源于以太粒子的不同的转动速度，转得快的引起红色的感觉，转得慢的对应于黄色，最慢的是绿色和蓝色.他的主张是强调媒质的影响，以"作用"的传播为出发点，特别是以接触作用或近距作用为出发点，把光看作压力或者脉动运动的传播，因而笛卡儿被认为是光的波动说的创始人.2.胡克把光波与水波类比指出光的波动性胡克在1665年出版的《显微术》一书，明确提出光是一种振动.他以钻石受到摩擦、打击或加热时在黑暗中发光的现象为例，认为发光体的一部分处在或多或少的运动中，又因金刚石很硬，肯定它是一种很短的振动.在分析光的传播时，胡克提到了光速的大小是有限的，并认为"在一种均匀媒介中，这一运动在各个方向都以相等的速度传播"，因此发光体的每一个振动形成一个球面向四周扩展，犹如石子投入水中所形成的波那样，而射线和波面交成直角.胡克还把波面的思想用于对光的折射现象的研究，提出了薄膜颜色的成因是由于两个界面反射、折射后所形成的强弱不同、超前落后不一致的两束光的叠合.这里已包含着波阵面、干涉等不少波动说的基本概念.3.惠更斯把光波与声波类比提出惠更斯原理，发展了光的波动学说荷兰物理学家惠更斯(1629-1695)在十七世纪七十年代，从事光的波动论的研究，1690年出版了他的著名著作《论光》.惠更斯从光的产生和它所引起的作用两方面来说明光是一种运动.他的研究发现:"光线向各个方面以极高的速度传播，并且光线从不同的地点出发时，光线在传播中相互穿过而互不影响.当我们看到发光的物体时，决不会是由于该物体有任何物质传输到我们这里，好象一粒子弹或一只箭穿过空气那样".从这里可看出，惠更斯从光束在传播中相互交叉时并不彼此妨碍的事实得出上述结论的.他把光的传播方式和声音在空气中的传播作比较，明确地指出了光是一种波动的思想.他又根据光速的有限性论证了光是从媒质的一部分依次向其他部分传播的一种运动，他认为光和声波、水波一样是一种球面波.惠更斯不但从现象上解释各种光的波动现象，而且试图从理论的高度总结出普遍的规律，他提出了著名的惠更斯原理.他叙述说:"关于这些波的形成过程还必须指出，当光在物质中传播时，物质的每一个粒子都应当把它的运动不仅传递给位于它与发光点的连线上近旁的粒子，它也必然把运动传递给所有与它接触并阻碍它运动的其它粒子.因此，在粒子的周围就应当形成波，而该粒子则是波的中心".运用这个次波原理，惠更斯不但成功地解释了反射和折射定律，而且还解释了方解石的双折射现象.惠更斯没有给波动过程以严密的数学描述.没有提到波长的概念，他的次波包络面也没有从一定位相的迭加所造成的强度分布来考虑，只不过是光传播的一种几何的定性说明，故仍旧停留在几何光学的观念范围内.由于他认为光波和声波一样是一种纵波，因此他无法解释光的偏振现象;而且惠更斯所谓的波动实际上只是一种脉冲而不是一个波列，也没有建立起波动过程的周期性概念，因此，用他的理论无法解释颜色的起源，也不能说明干涉、衍射等有关光的本质的现象.总之，十七世纪，由笛卡儿、胡克、惠更斯等人所建立起的光的波动学说还是很不成熟的.二、光的微粒说的形成在光的波动学说形成过程中，关于光的本性另一种对立学说--光的微粒说也逐步建立起来了。
光性质的探索历程
光性质的探索历程（一）：几千年来，人类对光——这一日常生活中应用广泛的物质的性质进行了不懈的探索。
光的波动说与微粒说争论数百年之后，人们最终认识到“波粒二象性”才是光的本质。
在对光的本质有了越来越科学系统的了解之后，光被人类更好的加以利用，微观世界的发展也注定了人们对光的研究将越来越深入。
光本质探索应用一．早期的光学认识与探索人类对于客观世界的认识，首先依赖于人类身体的感知，比如，视觉。
可以说，人类感知到的外部世界的整个知识中，绝大部分依赖于视觉器官，眼睛。
现在我们知道，视觉的感知，是由光实现的。
而远古时期的人类，例如古希腊人天真的以为，眼睛看见东西是因眼睛发出某种触须去触碰东西，汉语中也存在目光，视线这样的词语。
光究竟是什么，它是如何产生的，它由什么构成？几千年之前人们就已开始思考这些问题。
在我国古代与古希腊，逐渐形成了到现在依然正确的一些概念，诸如光是从某些物体发出或被某些物体反射，而被我们的眼睛看见的。
人类文明史上最早对光学现象进行记载，可能是我国战国时期（公元前475-前221年）的《墨经》。
其中论及影的定义与生成；光与影的关系；光的直线传播；光的反射现象；物体阴影大小与光源距离的关系；平面凹面与凸面反射镜的成像等。
亚里士多德首先对视觉与眼睛做出了全面的分析，提出一种一直影响到17世纪的光的理论。
流传下来的欧几里得的《光学》与《反射光学》从定义出发，给出的反射定律可能是人类在光学领域中发现的第一个定量的定律。
在中世纪蒙昧主义的时代，几乎所有的原始都在各自创世纪的中凸显光的原始与的力量，伴随着中世纪后期大学的出现与阿拉伯传播而来的亚里士多德思想，理性与才分道扬镳，光的理性认识得以重新被人们所重视。
[1]从16 世纪到18 世纪近300年的时间里,人们建立了完备光的反射定律和折射定律。
发明了光学仪器,如望远镜、显微镜等。
至此，人们已经对光的几何性质有力比较清楚地认识，获得了光的直线传播，反射定律与折射定律等基本定律。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象以及光的性质和应用的学科。
它是自古以来人类认识光的过程中逐步形成的一门科学。
本文将为您介绍光学发展的历史，从古代的光学思想到现代光学技术的发展。
1. 古代光学思想在古代，人们对光的性质和传播方式有了一些初步的认识。
公元前4世纪的古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德提出了关于光的传播方式的理论。
柏拉图认为光是由眼睛发出的细小颗粒，这些颗粒通过空气传播。
而亚里士多德则认为光是由物体发出的，通过空气传播到我们的眼睛。
2. 光的折射和反射公元10世纪，阿拉伯科学家伊本·海塔姆开始研究光的折射和反射现象。
他通过实验观察到光在不同介质中的传播方式，并提出了光的折射定律和反射定律。
这些定律为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的波动理论17世纪，荷兰科学家胡克和英国科学家惠更斯提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动，通过介质传播。
这一理论解释了光的干涉和衍射现象，并为后来的光学研究提供了重要的理论基础。
4. 光的粒子性质19世纪末，德国物理学家普朗克和爱因斯坦提出了光的粒子性质。
他们认为光由一些微粒组成，这些微粒被称为光子。
光的粒子性质解释了光的能量传递和光电效应等现象。
5. 光学技术的发展20世纪，随着科学技术的进步，光学技术得到了迅猛发展。
光学被应用于各个领域，如通信、医学、军事等。
光纤通信技术的浮现使得信息传输更加快速和稳定。
激光技术的发展使得激光器在医学、创造业等领域得到广泛应用。
6. 现代光学研究现代光学研究涉及到许多领域，如光学材料、光学器件、光学成像等。
光学材料的研究致力于寻觅新的材料，以改善光学器件的性能。
光学器件的研究包括光学透镜、光学棱镜、光学滤波器等的设计和创造。
光学成像技术的发展使得我们能够观测到微观世界的细节。
总结：光学发展经历了数千年的演变，从古代的光学思想到现代的光学技术，人类对光的认识和应用不断推进。
光学的发展不仅推动了科学的进步，也改变了我们的生活方式。
人类对光的认识
人类对光的认识人类从黑暗中走出来，是人类对光的认识，而认识光本身却经历了一个非常曲折、漫长的过程。
光的发展史可追溯到2000多年前，中国早在公元前400多年(先秦时代) 的《墨经》中就有对光的记载，这是世界上最早的记载人类对光的认识。
而总结人们对光的本性的认识过程可概括为：光的波动说→光的微粒说→光的波动说→光的量子说→光的粒子说→光的波粒二象性。
一、光的波动说的形成十七世纪，法国物理学家笛卡儿用他提出的“以太”假说来说明光的本性。
他的主张是强调媒质的影响，以“作用”的传播为出发点，特别是以接触作用或近距作用为出发点，把光看作压力或者脉动运动的传播。
因而笛卡儿被认为是光的波动说的创始人。
而胡克在其出版的《显微术》一书，明确提出光是一种振动。
在分析光的传播时，胡克提到了光速的大小是有限的，并认为“在一种均匀媒介中，这一运动在各个方向都以相等的速度传播。
”这里已包含着波阵面、干涉等不少波动说的基本概念。
到了惠更斯，则从光的产生和它所引起的作用两方面来说明光是一种运动。
他明确地指出了光是一种波动的思想。
他提出了著名的惠更斯原理，运用这个原理，惠更斯不但成功地解释了反射和折射定律，而且还解释了双折射现象。
但是十七世纪，由笛卡儿、胡克、惠更斯等人所建立起的光的波动学说还是很不成熟的，而人类对光的认识也仅仅是个开端。
二、光的微粒说的形成一般，人们都认为牛顿是微粒说的代表，牛顿于1675年曾提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”。
用这样的观点，解释光的直进性、影的形成等现象是十分方便的，在解释光的反射和折射现象时，同样十分简便。
当光射到两种介质的界面时，要发生反射和折射。
虽然说这样的解释并不理想，但在当时来说已经足以说明光的本性了。
三、光的波动说的复兴在十八世纪由于光的微粒说占统治地位，使光的波动理论实际上没有什么进展。
十九世纪初由于一大批物理学家的共同努力，使光的波动学说再度复兴，并取得了极大的成功。
光的本性
光的本性学习目的：1、理解光的干涉现象，理解产生明暗纹的条件，了解光的干涉现象的应用2、了解光的衍射现象和产生明显衍射的条件3、了解光是一种电磁波；了解无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线等都是波长不同的电磁波4、了解光谱和光谱分析的初步知识5．了解光电效应规律6．了解光子说主要内容：光的波动性1．人类对光的本性的两种认识人类对光的本性的认识经历了一个辩证发展的过程，到十七世纪，在人类已经积累了许多几何光学知识的基础上，形成了对光的本性的两种认识——微粒说和波动说（1）微粒说：牛顿认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播（2）波动说：惠更斯认为光是一种振动，以能的形式向四周传播以上两种理论对光的本性认识的矛盾，是推动人类认识光的本性的内在动力。
根据事实建立新的学说，发展学说或者决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说，这是人类认识自然的基本规律。
2．光的干涉（1）双缝干涉英国物理学家托马斯·杨采用“一分为二”的方法获得了相干光源，在用单色光做双缝干涉实验时，在光屏上距双缝的路程差为光波波长的整数倍的地方出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长的奇数倍的地方出现暗条纹。
两列波的路程差d=r2-r1= x，d=kλ时，x=k λ，屏上出现亮条纹，d=(2k+1) 时，x=(2k+1) ·，屏上出现暗条纹，k=0，±1，±2……相邻两条亮（暗）条纹间距：△x= λ利用此规律可以用来测定光波的波长。
理论和实验都证明，干涉条纹间距（相邻两条明条纹中心或相邻两条暗条纹中心的间距）跟波长成正比。
所以从红光到紫光的干涉条纹间距越来越小，在用白光做双缝干涉实验时，除中央亮条纹为白色外，两侧均为彩色的干涉条纹。
（2）薄膜干涉当光照射到薄膜上时，被膜的前、后表面反射的两列光形成两列相干光，相叠加，也可发生干涉现象。
若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹。
光的微粒说和波动说
光的微粒说和波动说一、教学目标1．物理知识方面．(1)了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．(2)了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．物理思想方面，人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．3．过程和方法注重体现以学生为主体的教学理念，在师生的共同教学活动中，通过对“光”物理现象的观察、分析和归纳，培养学生科学探究的能力，并通过实验让学生了解研究物理的重要方法。
4. 情景态度和价值观,先布置课后作业(上一节课),提出问题,“光是什么”即光的本质，让同学们回去查阅有关资料，网上查询也可，分组进行，培养学生团结互助的精神，学习物理前辈严谨兼收并蓄的科学态度。
5．重点难点重点：光的本质和认识难点：光的波动性概念的形成二、教学设计思路和教学流程1．教学理念：本节课自始至终贯彻二期课改“以学生发展为本，教学内容贴近生活、贴近时代，实现学生学习方式的根本转变的教学理念；课堂教学的主线是：情景引入一探索研究一拓展应用，情景为基础，探究为核心，情景引导探究，自主活动以“大家谈”形式贯穿于课堂教学的始终。
’、2．教学方法：心理学研究认为“当人遇到问题需要解决：而又没有现成办法时，思维才出现”；所以，本节课采用的教学方法一改过去传统教学的教师叙述、学生被动接受、死记硬背、机械训练的模式，转向学生亲身体验感受、主动参与、合作探究，由接受式学习转变为主动获取式学习，通过创设物理情景，制造悬念，使学生“悟物穷理；通也引导、启发、讨论从而进行探究，建立正确的波及相关的物理概念。
学生在获取知识的同时，培养了学习能力。
：．3．教学手段：通过生活中常见的典型事例及学生亲自参与的“演示”，由创设的物理情景引出问题，唤起学生的感性认识，激发学生的求知欲，提供便于探索规律的良好的物理情境。
教科版五年级上册科学有关光的思考知识点汇总
教科版五年级上册科学有关光的思考知识点汇总
1.因为有了光，我们才能看到周围的一切。
2.2.我们把那些自身能发光并且正在发光的物体称为光源。
例如:太阳、点燃的蜡烛、正在发光的灯泡、萤火虫、发光鱼等。
3 有些物体自身不能发光，但能反射其他物体的光，给人感觉很亮，这样的物体不是光源。
例如:月亮、汽车后视镜、人眼看到的鲜花等。
3.太阳是最重要的光源。
4.5.夜空中的星星很多，大多是恒星，恒星能自己发光。
所以是光源:有些是行星，行星能反射太阳光但自己不能发光，所以不是光源。
6.太阳、激光笔等光源发出的光非常强烈，不能直接用肉眼去看，它们会对我们的眼睛造成伤害。
7.没有处在发光状态的物体不是光源。
如没有通电的电灯，没有点燃的蜡烛。
8.我们是如何看到物体的
(1)来自光源的光或来自物体的反射光进入眼睛，都能使我们看到光源或该物体。
(2)完全黑暗的房间里有一个红苹果，无论我们在这个房间里待多久，都不能看到这个红苹果。
9.夜视仪可以在“黑暗”的环境中，将人眼看不见的光转换成电子信号，让我们看到物体。
5-1人类对光的认识
第五章光5－1人類對光的認識學習單1.牛頓認為光是由光源發出的一連串粒子所組成，稱為光的粒子說。
這些粒子以直線前進，稱為光線。
2.必須用光的粒子說才能解釋的效應有（1）效應（2）效應。
3.光的干射與繞射現象，只能用光是一來解釋。
4.認為光為一種波動的科學家有：1. 2. 3.4. 。
5.愛因斯坦主張光波的能量集中在「光量子」上，簡稱光子。
光子具有，其所含能量與其成比。
6.5－21.波長約在公尺左右的電磁波，能讓人眼引起視覺，稱為。
（即波長在3800埃~7700埃或；1奈米＝10埃）2.光是一種電磁波，通常將電磁波譜中、與所涵蓋的電磁波譜，合稱為光譜。
3.一般液體與固體物質的溫度超過500~550℃時，藉可發出紅色可見光，溫度越高的物體，所發的光越接近光。
4.物體發光時，溫度一定都很高嗎？，像氣體放電、螢光、磷光、螢火蟲，都不是靠高溫才發光。
5.下列有那些是電磁波？（1）超音波（2）雷達波（3）X射線（4）α射線（5）β射線（6）γ射線（7）微波（8）UHF（9）黃光（10）FM（11）紅外線（12）紫外線6.所有的電磁波速度均為萬公里/秒，即m/s。
7.-75－3光波的傳播學習單1.由影子的存在可知光的傳播是以的。
2.下列那些現象可說明光的直進說（A）影子的形成（B）日蝕（C）月蝕（D）針孔成像（E）光的反射（F）光的折射。
A：3.1.太陽光是以的形式，經過真空傳播到地球表面來的。
電磁波的傳播不需要靠介質。
2.可見光（是電磁波的一種）在真空中的波速為30萬公里/秒，即3×108m/s。
3.所有的電磁波在真空中的波速均為萬公里/秒，即。
4.光的反射定律：（1）入射線、法線、反射線會在同一平面（2）入射光束與法線的交角＝反射光束與法線的交角5.反射的種類：（1）鏡面反射：反射面光滑。
（2）漫射：反射面凹凸不平。
6.平面鏡是利用光的反射成像，所成的像為、的虛像。
7.平面鏡的成像：像與物的連線必垂直鏡面，像長＝物長，像距＝物距。
人类对光的认识过程剖析
3．惠更斯把光波与声波类比提出惠更斯原理,发展 了光的波动学说
惠更斯从光的产生和它所引起的作用两方面来说明光是一 种运动．他的研究发现：“光线向各个方面以极高的速度传播, 并且光线从不同的地点出发时,光线在传播中相互穿过而互不 影响．当我们看到发光的物体时,决不会是由于该物体有任何 物质传输到我们这里,好象一粒子弹或一只箭穿过空气那 样”．
一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光 的反射和折射的观察结果，归结为今天大家所惯 用的反射定律和折射定律。
光的波粒二象性
波动性 粒子性
人们对光的本性的认识经历了漫长的岁 月,大约在十七世纪形成了两种对立的学说, 即光的波动说与微粒说,但在以后很长一段 时期内,微粒说占据统治地位,而波动说几 乎消声匿迹．历史发展到十九世纪初,由于 一连串的发现和众多科学家的努力使光的 波动说再次复兴,并压倒了微粒说．二十世 纪初,爱因斯坦提出了光的量子说,康普顿 证实了光的粒子性,使人们对光的本性又有 全新的认识,乃至到今天,人们认识到光具 有波粒二象性．
光的波动说
十七世纪形成了 关于光的本性的 两种学说,历史 上主张光的波动 说有笛卡儿、胡 克、惠更斯等 人．
1．笛卡儿借助于以太来说明光的传播过程
如果一物体被加热并发光,这意味着,物体的 粒子处于运动状态并给予这一媒质的粒子以压 力．这一媒质被称为以太,它充满了整个空间．他 的主张是强调媒质的影响,以“作用”的传播为出 发点,特别是以接触作用或近距作用为出发点,把光 看作压力或者脉动运动的传播。
人类对光的认识过程
刘露：50% 刘艺轩：50%
清晨 一缕阳光直射进我的房间 像一束亮闪闪的金线 不仅照亮了房间 也照亮了我的心田
内容提要
光的定义 光的分类 古代对光的认识 光的波粒二象性
人类对光的认识过程
人类对光的认识过程光的本性认识历史--摘自《重要物理概念规律的形成与发展》乔际平刘甲珉编著人们对光的本性的认识经历了漫长的岁月，大约在十七世纪形成了两种对立的学说，即光的波动说与微粒说，但在以后很长一段时期内，微粒说占据统治地位，而波动说几乎消声匿迹.历史发展到十九世纪初，由于一连串的发现和众多科学家的努力使光的波动说再次复兴，并压倒了微粒说.二十世纪初，爱因斯坦提出了光的量子说，康普顿证实了光的粒子性，使人们对光的本性又有全新的认识，乃至到今天，人们认识到光具有波粒二象性.人们对光的本性的认识过程可概括为:光的波动说→光的微粒说→光的波动说→光的量子说→光的粒子说→光的波粒二象性.一、光的波动说的形成十七世纪形成了关于光的本性的两种学说，历史上主张光的波动说有笛卡儿、胡克、惠更斯等人.1.笛卡儿借助于以太来说明光的传播过程十七世纪上半叶，法国物理学家笛卡儿(1596-1650)曾用他提出的"以太"假说来说明光的本性.他用以太中的压力来说明光的传播过程.如果一物体被加热并发光，这意味着，物体的粒子处于运动状态并给予这一媒质的粒子以压力.这一媒质被称为以太，它充满了整个空间.压力向四面八方传播，在达到人眼后引起人的感觉，他把人们对物体的视觉比喻为盲人用手杖来感知物体的存在，他把光的颜色设想为起源于以太粒子的不同的转动速度，转得快的引起红色的感觉，转得慢的对应于黄色，最慢的是绿色和蓝色.他的主张是强调媒质的影响，以"作用"的传播为出发点，特别是以接触作用或近距作用为出发点，把光看作压力或者脉动运动的传播，因而笛卡儿被认为是光的波动说的创始人.2.胡克把光波与水波类比指出光的波动性胡克在1665年出版的《显微术》一书，明确提出光是一种振动.他以钻石受到摩擦、打击或加热时在黑暗中发光的现象为例，认为发光体的一部分处在或多或少的运动中，又因金刚石很硬，肯定它是一种很短的振动.在分析光的传播时，胡克提到了光速的大小是有限的，并认为"在一种均匀媒介中，这一运动在各个方向都以相等的速度传播"，因此发光体的每一个振动形成一个球面向四周扩展，犹如石子投入水中所形成的波那样，而射线和波面交成直角.胡克还把波面的思想用于对光的折射现象的研究，提出了薄膜颜色的成因是由于两个界面反射、折射后所形成的强弱不同、超前落后不一致的两束光的叠合.这里已包含着波阵面、干涉等不少波动说的基本概念.3.惠更斯把光波与声波类比提出惠更斯原理，发展了光的波动学说荷兰物理学家惠更斯(1629-1695)在十七世纪七十年代，从事光的波动论的研究，1690年出版了他的著名著作《论光》.惠更斯从光的产生和它所引起的作用两方面来说明光是一种运动.他的研究发现:"光线向各个方面以极高的速度传播，并且光线从不同的地点出发时，光线在传播中相互穿过而互不影响.当我们看到发光的物体时，决不会是由于该物体有任何物质传输到我们这里，好象一粒子弹或一只箭穿过空气那样".从这里可看出，惠更斯从光束在传播中相互交叉时并不彼此妨碍的事实得出上述结论的.他把光的传播方式和声音在空气中的传播作比较，明确地指出了光是一种波动的思想.他又根据光速的有限性论证了光是从媒质的一部分依次向其他部分传播的一种运动，他认为光和声波、水波一样是一种球面波.惠更斯不但从现象上解释各种光的波动现象，而且试图从理论的高度总结出普遍的规律，他提出了著名的惠更斯原理.他叙述说:"关于这些波的形成过程还必须指出，当光在物质中传播时，物质的每一个粒子都应当把它的运动不仅传递给位于它与发光点的连线上近旁的粒子，它也必然把运动传递给所有与它接触并阻碍它运动的其它粒子.因此，在粒子的周围就应当形成波，而该粒子则是波的中心".运用这个次波原理，惠更斯不但成功地解释了反射和折射定律，而且还解释了方解石的双折射现象.惠更斯没有给波动过程以严密的数学描述.没有提到波长的概念，他的次波包络面也没有从一定位相的迭加所造成的强度分布来考虑，只不过是光传播的一种几何的定性说明，故仍旧停留在几何光学的观念范围内.由于他认为光波和声波一样是一种纵波，因此他无法解释光的偏振现象;而且惠更斯所谓的波动实际上只是一种脉冲而不是一个波列，也没有建立起波动过程的周期性概念，因此，用他的理论无法解释颜色的起源，也不能说明干涉、衍射等有关光的本质的现象.总之，十七世纪，由笛卡儿、胡克、惠更斯等人所建立起的光的波动学说还是很不成熟的.二、光的微粒说的形成在光的波动学说形成过程中，关于光的本性另一种对立学说--光的微粒说也逐步建立起来了。
八年级科学光的知识点
八年级科学光的知识点
光是一种电磁辐射，是由电子发射出的能量。
人类对光的认识
有着悠久的历史。
古希腊哲学家亚里士多德就关注了光的性质，
他认为光是由眼中的小物体发射出来的。
到了十七世纪，牛顿运
用了光的折射和反射探究了光的性质，并得出了一个重要结论，
光是由波动构成的。
光的传播
光的传播有两种方式，分别是直线传播和弯曲传播。
直线传播
指的是在无阻挡情况下，光会一直向直线传播，直至碰到物体或
者被其他物质吸收。
弯曲传播是指在穿过密度不同的媒介时，光
线的传播会发生偏折和弯曲。
光的折射和反射
光的折射和反射是光学中常见的现象。
当光线通过媒介传播时，如果碰到了该媒介表面的角度较小部分，光线就会反射。
反之，
如果光线碰到了表面的角度较大的部分，光线就会被折射。
折射
角度与入射角度之间满足了一个恒定的关系，被称为斯涅尔定律。
光的颜色
光是由不同波长的光波组成的，不同波长的光波对应着不同的颜色。
光的颜色取决于它所包含的光波的波长，即可见光谱。
可见光谱由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫色七种颜色组成，依次对应着从长波到短波的不同波长。
光的反射和折射在自然界和人类的生活中有着广泛的应用，例如阳光照射到水面上时，就会产生反射和折射现象，形成美丽的彩虹。
人们还利用反射现象来制作照镜子等生活用品，折射现象则应用于眼镜、棱镜等光学仪器中。
理解光的性质和光学现象的知识，可以帮助我们更好地认识和利用自然界中的光资源，从而带来更加美好的生活。
牛顿的棱镜分解太阳光
牛顿的棱镜分解太阳光
人类对光的认识是循序渐进的，以前大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光，而有色光是一种不知何故发生变化的光(又是亚里士多德的理论)。
为了验证这个假设，牛顿把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们称作为光谱。
通过三棱镜对光的分解实验，牛顿得到的结论是：白光是由这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫基础色形成的。
这一实验后人可以不断地重复进行，并得到与牛顿相同的实验结果，自此以后七种颜色的光构成白光的理论就被人们普遍接受了。
白光之所以能够被三棱镜分解为七种色光，其根本原因是光由空气进入到玻璃和由玻璃重新进入空气的时候其传播速度发生了变化，不同的色光变化程度是不一样的，最终导致其折射角和入射角不同造成的。
这种现象我们在光学中就叫做光的色散。
人类认识光的里程碑事件
5
3、光的电磁理论奠基者——麦克斯韦
麦克斯韦14岁时在爱丁堡皇家学会发表的第一篇数学论文中 就展现出惊人的数学天赋。1847年就读爱丁堡大学，并持续发表 数、理论文。 1850 年进入剑桥大学三一学院， 1854 年被选为三 一学院会员，1860年受聘伦敦国王学院自然哲学与天文教授。 麦克斯韦大约于 1855年开始研究电磁学。在潜心研究了法 拉第关于电磁学方面成果之后，对整个电磁现象作了系统、全 面的探讨。凭借其高深的数学知识和丰富的想象力，他接连发 表了三篇电磁场理论的论文。其中在 1864 年发表的《电磁场的 动力学理论》，将电磁场用简洁、对称、完美的数学形式表示 出来的麦克斯韦方程组成为经典电动力学基础。由此计算出电 磁波传播速度等同于光速，断言光是一种电磁波。 麦克斯韦(Maxwell) 1831～1879
然而，光波段的受激发射意义更大，竞争也更加 激烈。1958年，汤斯与肖洛将Maser与光谱学理论结 合，发表了《红外与光学 Laser》的著名论文，提出 了开放腔概念，并预示了激光的性质。同期，巴索夫 和普罗霍洛夫等也提出了类似的实现光学受激辐射的 原理性方案。汤斯、巴索夫与普罗霍洛夫因 Maser— Laser的基础问题的贡献而获1964年诺贝尔物理奖。 12
1857.2—1894.1
辐射家族
1672 年 , 牛顿利用三棱镜 将太阳光分解成彩色光带：红 , 橙,黄,绿,蓝,靛,紫七色。
8
5、X
射线的发现——伦琴
19世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题，伦琴也对这 个课题怀有浓厚的兴趣，积极参与研究。 1895年 11月 8日的傍晚，伦琴在遮光的暗室内操作一台阴极 射线管。射线管用黑纸包封起来只留一条狭缝。在离管子一定距 离上放一张涂有氰化钡铂的纸片作光屏，光屏上出现一道绿色荧 光。然而，如果在屏和管子之间放上物体阻挡，同样可以看到荧 光；当在管子前用手掌阻挡时，出现了手的骨骼形状，伦琴深感 意外。后来伦琴带夫人到实验室，把包好的照相底片放在她手掌 后面，记录下伦琴夫人手骨结构——史上最著名的照片。 当时因无法说明管子射出了什么射线，便称之为X 射线。现 在知道，X 射线是原子内层的能级之间的跃迁，波长介于紫外线 和 γ射线的 0.01~100埃之间。因该射线由物理学家伦琴发现的， 故又称伦琴射线。 1896 年 1 月 1 日， 伦琴的发现在新闻界 公开展示，引起了空 前轰动：在 X 射线照 射下人体是透明的 。 几个星期之后， X 射 线就被应用到医学上
想象作文：光的含义
想象作文：光的含义随着科学的发展、技术的进步，我们对于光的理解和认识越来越深入。
然而，对于光的定义和内涵，仍然存在着各种不同的解释。
在这篇想象作文中，我将尝试从人类的角度，探索光的含义，以及它对我们的意义。
首先，光是一种电磁波，是由电磁场和磁场相互作用而产生的。
这点是毫无疑问的。
但是，我们应该认识到，光不仅仅是一种物理现象，更是一种文化符号，是一种具有象征意义的事物。
在人类社会中，光具有着深刻的象征意义，它是智慧、知识、希望、正义、力量、生命等等的象征。
其次，从心理学和哲学的角度来看，光对于人类的意义更是不同凡响。
在人类心理中，光是一种能量和生命的源泉，它带来温暖、喜悦、安宁、希望、激情等情感，人们往往将它视为神圣的力量。
在哲学上，光是人类思维和文化的象征。
光启示着人类对世界的认知，它象征着人类的智慧和灵感。
在文化传承上，光是人类意识形态中的重要符号。
从古代到现代，很多文化中都存在有以光为核心的神话、传说或文学作品。
最后，我们也应该认识到，光在人类社会中有着重要的实际作用。
光不仅是人类生活的必需品，也是人类所谓的“第一大需求”——视觉的基础。
光不仅照亮了人们的房间与道路，也给大自然万物带来了光合作用，为生命的繁衍提供了能量来源。
现代科学技术的各项成果，很多都源于对光学原理的探索与研究。
总之，光是一种神秘而巨大的存在，它承载着人类智慧和文化，彰显着人类意识形态。
光的意义及作用在人类社会中不可替代，对于我们来说，它不仅是视觉的基础，更是一种信念和情感的源泉，是我们走向未来的灯塔。
今天的科技发展，将更为深远的拓展和发挥光的作用，带给人类更多更美好的生活与未来。
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光是电磁波；
可见光是能引起人的视觉的那部分电磁波；
发射光波的物体称为光源。
可见光波谱
4000Å 紫
7600Å 红
二、光源
光源的最基本发光单元是分子、原子
能级跃迁辐射
E2
波列
= (E2-E1)/h
E1
波列长 L = c 是波列持续时间
光产生的两种机制：
自发辐射、受激辐射
•一般光源发生的是自发辐射
a
θ
单缝夫琅和费衍射光路及图象
单缝夫琅和费衍射光强分布
单缝夫琅和费衍射分布的特点
单缝衍射图样为明暗相间的条纹。 单缝衍射图样中，中央明纹光强最大， 其它明纹光强迅速下降。 中央明纹最宽最亮，其它的明纹宽度仅 为它的1/2。 狭缝的宽度越窄，衍射条纹分布越宽。 入射光的波长越长，同一级明纹的衍射 角越大。单缝衍射的分光现象。
光的折射定律 ：
当光线照在两种介质的分界面时，折射光线在入 射面内，折射光线和入射光线在法线的两侧，且 n 1 sin i = n 2 sinγ
3、光的色散
牛顿的三棱镜分光现 象揭示日光是由多种 波长的光组合而成。 复合光通过三棱镜等 分光器被分解为各种 单色光的现象，叫做 光的色散； 分开的单色光按波长 依次排列而成的光带， 叫做光谱。
劈尖干涉
当单色光垂直照射劈尖形的薄膜时，在薄膜表 面将产生明暗相间、等间距的平行条纹， 这 种现象叫劈尖干涉。 在每级明或暗干涉条纹下对应的膜厚度是相同 的，所以又称之为“等厚干涉”。
薄膜的两个表面是平面,其间有很小夹角形成 劈尖。当单色光垂直照射劈尖形的薄膜时， 在薄膜表面将产生明暗相间、等间距的平行 条纹， 这种现象叫劈尖干涉。
光程与光程差
如果光在折射率为 n 的透明介质中传播 距离为L，相当于在真空或空气中传播了 x = nL 的距离，将折算到真空或空气中 的距离x 叫为“光程”。 如果两束相干光经过不同的路径传播， 在空间的同一位置相聚了，那么两束相 干光的干涉决定于它们的光程差Δ 。 当光程差Δ = k λ时，干涉最大，形成明条 纹； Δ = （2k+1）λ/2，干涉最小，形成 暗条纹。
白光下肥皂泡表现出的色彩？
肥皂泡受重力的作用，其厚度是不相同 的。在白光的照射下，在肥皂泡表面反 射的光，在不同厚处满足不同波长光的 干涉加强，就起到了分光的作用，使肥 皂泡表现为彩色的了。
牛顿环实验
R
r
光路图
牛顿环装置
e
牛顿环干涉是一系列明暗相间的、 内疏外密的同心圆环。
思 考 题
12-1、什么是相干光？人们通过什么方 法获得相干光？ 12-2、杨氏双缝干涉条纹的分布特点是 什么？该实验在认识光的本质上所起的 作用是什么？ 12-3、为什么照相机镜头看上去是蓝紫 色的？
小孔夫琅和费衍射的光路
L2 L1
s
θ
f1
f2
衍射物是不透光 的屏上有一个小 圆孔。 经过透镜L1后， 平行光入射。 经过小孔，光衍 射，经过透镜L2， 衍射平行光聚焦 于焦平面。
圆孔夫琅和费衍射光路及图象
圆孔夫琅和费衍射分布特点
在衍射屏上出现中央为 明亮的圆斑，有明暗相 间的圆条纹。 中央明亮的圆斑叫“爱 里斑”。 爱里斑的半角宽度为 1.22λ/D 其中D为圆孔的直径。
第十二章 人类对光认识
一、人类对光认识的简史 1、从古典光学到激光 第一个时期：从二千多年前到17世纪上半叶 光的几何性质的描述； 反射定律和折射定律的归纳提出； 费马原理； 以牛顿为代表提出的“光微粒说”，建立了 几何光学。
第二个时期：从17世纪后半叶到19世纪末 惠更斯的光波动说； 1809年，法国的马吕斯发现了光的偏 振 现象； 1817年托马斯.杨氏的光双缝干涉，建 立了波动光学； l9世纪60年代，麦克斯韦建立了光的 电磁理论，赫兹的实验验证和光速的测定。
6、 光的衍射现象
光绕过障碍物的边缘偏离原方向传播， 并且在障碍物后能形成明暗相间图样的 现象——光的衍射现象 。 衍射分为两类，一类是菲涅耳衍射（近 距衍射），另一类是夫琅和费衍射 （无 限远时的衍射 ）。
惠更斯-菲涅尔原理
波前上的每个面元都可以看作是新的振 动中心（即新的子波源），它们要发出 次波。在空间某一点的振动是所有这些 次波在该点的相干叠加而成，即所有次 波的干涉结果。
5、 光的干涉现象
相干光的条件：频率相同、振动方
向相同、相位差恒定。 光的干涉现象指满足相干条件的两 束光在空间的叠加现象。 发生光的干涉现象，将使光的能量 在空间中稳定地非均匀分布，即在 不同位置处出现明、暗分布。
获得相干光的方法
分波阵面法获得相干光
，如杨氏双缝
干涉。 分振幅法获得相干光 ，如薄膜干涉。 激光是很好的相干光 。
三、光的现象
光的反射、折射、散射、衍 射、干涉、偏振……
介质的折射率
把光在真空中的传播速度
c 与光在 介质中的传播速度 v 之比称为介质 的折射率，用n 表示
n=c/v
1、光的反射现象
光的反射定律：
入射光线、反射面的法线和反射光线三者处在 同一平面上，入射角=反射角。
光的全反射现象
当光从一折射率较高的介质 1 入射到折 射率较低的介质 2 的分界面上时，若入 射角大于临界角θ ，则光线在分界面处 作全反射，即光全部反射回折射率较高 的介质 1 中，这种现象叫光的全反射。 临界角θ满足 sinθ= n2 / n 1
第三个时期：从20世纪初开始 1905年爱因斯坦提出光子概念，光具 有波、粒二象性； 1917年爱因斯坦提出了“受激发射” 的概念； 1958年Schawlow等人在可见光区域提 出了产生激光的理论与实验； 1960年激光诞生。
2、光子学（光电子学） 1957年美国物理学公报赋予光子学的定 义。光子学是研究光子的产生、调制、波导、 放大、存储、滤波、接收等的学科，即将光 子作为信息载体——光通信。20世纪70年代， 荷兰科学家又对光子学作进一步补充，认为 “以光子作为能量载体的”也应属光子学的 研究范畴，因而就有今天所谓“信息光电子” 和“能量光电子”的称呼。 各种激光器的研制成功 、光纤、光纤 通信、纳米技术、新型光电子材料、光子器 件、光量子计算机 ……，人类将进入光子 时代。
透射式光栅
光栅常数
光栅的重要参数是光栅常数d = a + b 对于透射光栅，其中a为透光的缝宽， b为不透光的缝宽。
反射光栅（如CD光盘）
光栅衍射的光路与图象
光栅衍射图象的形成
纤维光学
将一条折射率较高的玻璃纤维丝(纤芯)外包一 层折射率较低的介质(包层)，若光线射到纤芯 与包层的分界面上，其入射角处处大于临界角， 则光线在纤芯内相继地从纤芯与包层间的界面 上作全反射，而自纤维的一端经很长距离传到 另一端．这种起传光作用的玻璃丝叫做光学纤 维，简称光纤。
2、光的折射现象
光的小孔衍射和单缝衍射现象
衍射屏 S
观察屏 S
衍射屏
观察屏
a
L
L
*
*
小孔衍射
单缝衍射
单缝夫琅和费衍射
衍射物是不透光的屏 上有一条狭缝。 衍射光路如左图示。 衍射暗条纹中心位置 由下式确定： asinθ = ± kλ 其中θ为衍射角，a为狭 缝宽度， λ为入射光的 波长，k取整数。
一天中的太阳
日出和日落时，太阳光在大气层中经过 的距离比较长，蓝色和紫色的光受到大 气分子更强烈的散射，太阳是红橙色， 云朵和大地被照映得也是一片红橙色。 正午时，太阳光在大气层中通过的路径 短，遇到的大气分子数少，所以在晴天 的中午，看到的太阳是耀眼的白色。
思考题
12-1、了解产生光的两种机制。了解激 光的特性。 12-2、了解光的反射定律、折射定律。 了解光纤技术是如何利用光的全反射现 象的。 12-3、天空为什么是兰色的？日出和日 落时的太阳是红橙色的？
光栅衍射
光 栅 衍 射 演 示 装 置
光栅衍射
光栅是进行光谱分析的一种重要光学元件， 它是由平行、等宽而又等间隔的多狭缝构 成的衍射屏。 光栅有两种 （1）透射式光栅 ，如一张透明胶片由曝光 记录的一组等宽的平行干涉条纹，便是一 块一维的透射光栅。 （2）反射光栅，如ＣＤ唱片信息纹路是等 间隔排列镀有铝膜的槽纹，用它可以作反 射光的衍射，即作反射光栅 。
雨后的彩虹
•天空为什么是蓝色的？ •为什么初升和落地的太阳是红橙 色的？
4、光的散射
当太阳光进入大气层后 ，受到空气分子和尘 埃粒子的所吸收，再发射，而向四面八方散射 开——光的散射。 散射与光的波长有关，波长比较短的光（如蓝 光和紫光）所受的分子的散射作用强于对波长 较长的光（如红光和橙光）。 大气分子对蓝色光的散射率高，一部分紫光被 大气吸收了，我们的眼睛对蓝光比对紫光更敏 感。 这样，从太阳光散射出去的蓝光，就布满了整 个大气层，当我们了望天空时，天空就呈现出 蔚蓝色的了。
瑞利判据：当一个爱里斑的中 心刚好落在另一个爱里斑的边 缘上时，就认为两个象刚刚能 够被分辨
瑞利
刚可分辨
非相干叠加
不可分辨
瑞利判据的定义
瑞利判据：当一个爱里斑的中心刚好落 在另一个爱里斑的边缘上时，就认为两 个象刚刚能够被分辨。因此，光学仪器 的最小分辨角就是爱里斑的半角宽度 1.22λ/Ｄ 增大透镜的直径D和减小入射光的波长λ， 可提高光学仪器对细小物体的分辨。
杨氏双缝干涉实验确 定了光具有波动性， 是物理学史中具有里 程碑式的实验。
托马斯• 杨
1）杨氏双缝干涉实验
——用分波阵面法获得相干光