光纤通信第2章PPT课件

布儒斯特
17、1817年，杨氏提出了光是横波的假说， 比较成功地解释了光的偏振现象。
光横
纵 波？
托马斯·杨
18、法国科学家阿拉果(1786-1853)。发现 了旋光现象。
19、法国物理学家菲涅耳（1788－1827）
以杨氏理论为基础，1819年成功完成了两
阿拉果
平面镜产生的相干光源干涉实验，再次证明
墨子
“小孔成像”实验，对光的直 线传播作了科学解释，并用此 原理解释了物体和投影的关系。
《墨经》
2、古希腊数学家欧几里德（公元前330275）在《光学》里总结了关于光现象的 知识:光线是直线，入射角和反射角相等。
3、古希腊天文学家、地理学家和光学 家托勒密（约90－168）最早做了光 的折射实验。
即光的入射角与折射角的正弦之比为常数
开普勒 斯涅耳 笛卡儿
9、1655年，意大利数学家格里马第 （1618-1663）提出最早的光波动说。他认 为，物体颜色的不同是因为照射在物体上的 光波频率不同引起的。
10、格里马第的实验引起了英国物理学家胡 格里马第 克（1635-1703）的兴趣。他重复了格里马 第的工作，提出了“光是以太的一种纵向波” 假说。
密立根
康普顿
• 光学是研究光的发射、传播和吸收，以及光与 物质相互作用及其应用的学科，它是物理学中 最古老的基础学科之一。随着激光的问世，光 学又成为当今科学领域中非常活跃的前沿阵地， 具有广阔的发展前景。
2.1 光的反射、折射和全反射
1.光的直线传播
光的直线传播定律：在同一种均匀介质中，光 沿直线传播。
欧几里德
托勒密
4、英国科学家罗吉尔·培根 （1214-1292）通过实验研 究了凸透镜的放大效果以及 光的反射和折射规律，证明 了虹是太阳光照射空气中的 水珠而形成的自然现象。
5、意大利著名美术家、科 学家达·芬奇(1452-1519) 描述了光的反射，眼睛判 断距离及光产生阴影。
罗吉尔·培根 达·芬奇
14、1808年，法国著名的天文学家和数 学家拉普拉斯（1749-1827）用微粒说 分析了光的双折射现象，批驳了杨氏的 波动说。
拉普拉斯
15、1809年，法国物理学家及军事 工程师马吕斯（1775-1812）发现了 光的偏振现象。成为了反对波动说的 有利证据。
马吕斯
16、1811年，苏格兰物理学家布儒斯 特（1781-1868）在研究光的偏振现 象时发现了光的偏振现象的经验定律。
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入射光线 反射光线
法线
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3.光的折射
光的折射定律：折射光线与入射光线和法线同处在 一个平面上，入射光线和折射光线分居于法线两侧； 入射角与折射角的正弦之比是一个取决于两介质光 学性质及光的波长的常量.
13、英国物理学家托马斯·杨（17731829）对牛顿的光学理论产生了怀疑。 在1800年的论文《关于光和声的实验和 问题》中指出光是以纵波形式传播的， 光的不同颜色和声的不同频率相似。
Байду номын сангаас托马斯·杨
1801年，杨氏进行了著名的杨氏双缝 干涉实验,证明了光是一种波，首次提 出了光的干涉的概念和光的干涉定律。
胡克
11、英国物理学家、数学家和天文学家 牛顿 (1642-1727) 1666年用三棱镜进 行了著名的色散试验，提出了光的“微 粒说”
12、荷兰物理学家、天文学家、数学家惠
牛顿
更斯（1629-1695）提出了光波面在媒体
中传播的惠更斯原理，打破了当时流行的光
的微粒学说。
惠更斯
牛顿的“微粒说”
PK 惠更斯的“波动说”
整体概述
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第2章 光的性质
本章内容 2.1 光的反射、折射和全反射 2.2 光的干涉和衍射 2.3 光的偏振 2.4 光的吸收、色散和散射 2.5 激光
人类认识光的过程
1、战国初期墨子的著作《墨 经》中记载了丰富的几何光学 知识。并记录了世界上最早的 “小孔成像”实验 。
光的独立传播定律：光在传播 光路可逆性原理：如果反射光 过程中与其它光线相遇时，不 或折射光的方向反转，光线将 改变传播方向，各光线之间互 按原路返回。 不受影响，各自独立传播，会 聚处，光能量简单相加。
2.光的反射
当光从一种透明物质进入另一种透明物质 的界面时，通常会发生光的反射和折射现象。
光的反射定律：反射光线、入射光线总是和法线 处在同一平面(入射面)内，入射光线和反射光线 分居于法线的两侧，反射角等于入射角.
普朗克
24、德国科学家爱因斯坦（1879-1955）爱 因斯坦1905年创立了狭义相对论，揭示了时 间和空间的本质联系，提出了光量子论，解释 了光电现象，揭示了微观客体的波粒二重性。
爱因斯坦
1916年美国物理学家密立根(1868-1953)发表了 光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。
美国物理学家康普顿（1892-1962） 1921年在实验中证明了X射线的粒 子性，进一步证实了爱因斯坦的光 子理论，揭示出光的二象性。
6、德国天文学家和数学家开普勒 （1571-1630）对光的折射现象进行 了深入的研究，并出版了《折射光学》 一书。
7、荷兰数学家斯涅耳（1591-1626）
1621年发现了光的折射定律(斯涅耳 定律)，却未正式公布。
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8、法国数学家、物理学家、哲学家 笛卡儿(1596-1650) 1637年提出了 著名的折射定律并从理论上进行了推 导。
了光的波动说。
菲涅耳
阿拉果与菲涅耳一道建立了光波的横向传播理论。
20、1814年，德国天文学家夫琅和费（1787
－1826）在重复做牛顿分解太阳光的实验时，
意外地发现了太阳光谱中的一些重要现象。
1821年夫琅和费在波动学说的基础上导出了从
衍射图形求波长的关系式。
夫琅和费
21、英国物理学家麦克斯韦（1831－1879） 建立了电磁学，并将光和电磁现象统一起来。
麦克斯韦
22、1887年，德国科学家赫兹（18571894）实验证实了电磁波的存在。同时也 证实光电效应，后来成了爱因斯坦建立光 量子理论的基础。
赫兹
23、德国物理学家普朗克（1858-1947） 1900年创立了量子假说，又提出了电磁波这 种形式的能量辐射，认识到电磁波是某种粒 子，既光量子，称之为“光子”。