物理光学简明教程PPT
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《物理光学》PPT课件
h N / 2 单色光波长
M1走过的距离 视场中心移过的条纹的数目
6
3、泰曼干涉仪 结构原理 在迈克尔逊干涉仪的一个光路中加入了被测光学器件
单色准直光照明，使产生等厚干涉条纹，用于检验光 学零件的综合质量 检验原理 通过研究光波波面经光学零件后的变形确定零件质量
7
8
4、马赫－曾德干涉仪
结构和光路走向如图 适用于研究气体密度迅速 变化的状态
IG
Ii
1
F
s
Ii in
2
22
在F点，1＝2m
2
,
2
2 m
2
IF
1
2Ii F sin2 (
4)
1
2Ii F(
4)2
G1 G2
Dd
d1
d2
当IF 0.81IM时，
2Ii 1 F(
4)2
0.81
Ii
Ii
1 F(
2)2
得到 其中
＝4.15 2.07 Fs
s F ，为条纹精细度。 2
＝ 4 ＝21－，当 1时，变得很小。
F
(5) 条纹精细度s
定义：相邻条纹相位差2与 条纹锐度之比
s 2
F
2 1
反射率越趋近于1, s值越大，
条纹越精细，条纹锐度也越好。
二、法布里－泊罗干涉仪（一种多光束干涉装置）
（一）仪器结构
法布里－泊罗标准具（F-P)
玻璃板或石英板 隔圈
镀膜（提高表面的反射率）
......
Anr A(i)tt(r)(2n1) exp i(n 1) ,
r
t'
t
r'
r'
物理光学简明教程[梁铨廷]PPT
![物理光学简明教程[梁铨廷]PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/613a6915227916888486d7ea.png)
彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅 不同的大量光振动的组合,称部分偏振光，它介于自然光 与线偏振光之间。
部分偏振光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的 光矢量都有，但振幅不对称，在某一方向振动较强，而与 它垂直的方向上振动较弱。
部分偏振光两垂直方向光 振动之间无固定的相位差。
偏振度
4.2.2 晶体的各向异性与电磁理论
晶体的双折射现象，是入射电磁场与晶体相互作用的各向异性引起的
方解石分子结构和各向异性
正负晶体
主折射率
no
c
o
c
ne
e
o 、 e 主速度
正晶体
负晶体
e o
ne no（如石英）
e o
ne no
（如方解石）
几种单轴晶体的主折射率
光轴
o
光轴
o e
方解石
e
o
e
o
石英
e
光线透过该厚度为d的 晶体后， O光、e光的 光程差为：
D (n0 ne )d
出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，但 传播速度不相同，我们认为产生了折射现象。
2.平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴垂直于晶体表面。
出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，传 播速度相同，不产生折射现象。
第4章 光的偏振与偏振器件
振动方向和传播方向垂直的波叫横波
偏振现象：证实了光的横波性
本章内容 4.1 从自然光获得线偏振光 4.2 晶体的双折射
4.3 晶体光学器件
4.4 椭圆偏振光和圆偏振
4.5 偏振光和偏振器件的矩阵表示
4.6 偏振光的干涉及其应用
部分偏振光在垂直于光传播方向的平面内沿各方向振动的 光矢量都有，但振幅不对称，在某一方向振动较强，而与 它垂直的方向上振动较弱。
部分偏振光两垂直方向光 振动之间无固定的相位差。
偏振度
4.2.2 晶体的各向异性与电磁理论
晶体的双折射现象，是入射电磁场与晶体相互作用的各向异性引起的
方解石分子结构和各向异性
正负晶体
主折射率
no
c
o
c
ne
e
o 、 e 主速度
正晶体
负晶体
e o
ne no（如石英）
e o
ne no
（如方解石）
几种单轴晶体的主折射率
光轴
o
光轴
o e
方解石
e
o
e
o
石英
e
光线透过该厚度为d的 晶体后， O光、e光的 光程差为：
D (n0 ne )d
出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，但 传播速度不相同，我们认为产生了折射现象。
2.平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴垂直于晶体表面。
出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向，传 播速度相同，不产生折射现象。
第4章 光的偏振与偏振器件
振动方向和传播方向垂直的波叫横波
偏振现象：证实了光的横波性
本章内容 4.1 从自然光获得线偏振光 4.2 晶体的双折射
4.3 晶体光学器件
4.4 椭圆偏振光和圆偏振
4.5 偏振光和偏振器件的矩阵表示
4.6 偏振光的干涉及其应用
光学基础知识ppt课件
基本光学知识
1
内 容：
1、光的三大定律 2、光学元件和透镜成像规律 3、焦点、弥散圆和景深 4、色散现象和色像差 5、球差、像散、慧差、场曲和畸变 6、人的眼睛
2
光的三大定律 ——
直线传播定律、反射定律和折 射定律
3
■光的直线传播定律
光在均匀介质中沿直线传播。
4
■光的反射定律
反射角等于入射角，i = i‘。
35mm 照 相 镜 头 的 容 许 弥 散 圆 ， 大 约 是 底 片 对 角 线 长 度 的 1/1000~1/1500 左 右 。 前 提 是 画 面 放 大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。
17
在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散 圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦 点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是 景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片 面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。
在中等亮度范围，两种感光细胞均参与视觉称间 视觉。
正常眼睛的明视距离是250毫米。
64
视觉系统的空间分辨能力常用视敏度来表示，其 定义为眼能够分辨的最小细节所对应的视角(以分为 单位)的倒数。
正常人眼的视敏度约对应视角1‘～30“。 物体两端对眼睛光心所张的角（即视角）不能小 于1‘角度，否则人眼无法分辨该物体。
光圈f/2.8 曝光时间1/125 s
25
光圈f/5.6 曝光时间1/30 s
26
光圈f/11 曝光时间1/8 s
27
光圈f/22 曝光时间1/2 s
28
色散现象和色像差
29
白光中人眼可以感受到的可见光的波长为 400nm(紫色)~700nm( 红色)。当白光通过三棱境 时，我们可以观察到彩虹光谱。不同波长的光的 折射率不同而引起的彩虹光谱称之为色散现象。
1
内 容：
1、光的三大定律 2、光学元件和透镜成像规律 3、焦点、弥散圆和景深 4、色散现象和色像差 5、球差、像散、慧差、场曲和畸变 6、人的眼睛
2
光的三大定律 ——
直线传播定律、反射定律和折 射定律
3
■光的直线传播定律
光在均匀介质中沿直线传播。
4
■光的反射定律
反射角等于入射角，i = i‘。
35mm 照 相 镜 头 的 容 许 弥 散 圆 ， 大 约 是 底 片 对 角 线 长 度 的 1/1000~1/1500 左 右 。 前 提 是 画 面 放 大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。
17
在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散 圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦 点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是 景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片 面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。
在中等亮度范围，两种感光细胞均参与视觉称间 视觉。
正常眼睛的明视距离是250毫米。
64
视觉系统的空间分辨能力常用视敏度来表示，其 定义为眼能够分辨的最小细节所对应的视角(以分为 单位)的倒数。
正常人眼的视敏度约对应视角1‘～30“。 物体两端对眼睛光心所张的角（即视角）不能小 于1‘角度，否则人眼无法分辨该物体。
光圈f/2.8 曝光时间1/125 s
25
光圈f/5.6 曝光时间1/30 s
26
光圈f/11 曝光时间1/8 s
27
光圈f/22 曝光时间1/2 s
28
色散现象和色像差
29
白光中人眼可以感受到的可见光的波长为 400nm(紫色)~700nm( 红色)。当白光通过三棱境 时，我们可以观察到彩虹光谱。不同波长的光的 折射率不同而引起的彩虹光谱称之为色散现象。
光学基本知识讲座PPT课件
心性将遭到破坏，产生各种成像缺陷。这种成
像缺陷就是像差。
像差分类：
对单色光：球差、彗差、象散、场曲、畸变
对多色光：位置色差、倍率色差
1.球差
由轴上一点发出的光线
经球面折射后所得的截距L’, 随入射光线与光轴夹角U或入 射光线在球面上的入射点的
高度而异，原来的同心光束 将不复为同心光束。不同倾 角的光线交光轴于不同的位 置上，相对于理想像点位置
光栅
光栅主要参数：
1.光栅常数
(栅格周期)d；
2.缝宽
光栅主要作用：
分光，产生衍
射光斑。
2.光头光学设计实例 介绍TOP 66A设计方案
光是电磁波，光线是波面的法线。如 光学系统是理想的，经系统形成一个新 的球面波，但实际上，由于光学系统存 在成像缺陷，不可避免地使波面变了形， 这个变了形实际波面与相对于理想波面 的偏离，就是波像差。
7.像质评价
光学系统设计时必须校正像差，如何评判设计质量的好坏
就要用适当的方法来进行。
目前最常用的方法有：
同方向上有不同的曲率，其曲率随
方向而渐变，分别形成子午像点和
弧矢像点。
两个像点之间的距离就用来描
述像散的大小。
xts’=xt’-xs’
场曲：
即使子午像点和弧矢像点重合，
但像面仍然弯曲，这就是场曲。
4.畸变
理想光学系统，一对共轭面上的放大率 是常数。
实际光学系统，当视场变大时，像的放
大率随视场而变，使像相对于物体失去了相
1）物空间的中的一点对应与像空间中唯一的一点，
这一对点称为共轭点；
2）物空间中的一条直线对应与像空间中唯一的一
条直线，这一对直线称为共轭线；
物理光学讲课课件
物理光学讲课课件
目录
• 引言 • 光的干涉 • 光的衍射 • 光的偏振 • 光的吸收、色散和散射 • 现代光学技术及应用
01
引言
光学的发展历程
早期光学
从反射和折射定律的发现到光的波动理 论的提出。
几何光学
建立光的直线传播、反射和折射定律， 以及透镜成像等理论。
物理光学
从光的干涉、衍射和偏振等现象的研究 ，到光的电磁理论的确立。
非线性光学简介
非线性光学现象
阐述非线性光学中的基本 现象，如二次谐波产生、 和频与差频产生、光整流 、光克尔效应等。
非线性光学材料
介绍常见的非线性光学材 料，如晶体、半导体、有 机材料和光纤等，并分析 其特性。
非线性光学器件
概述非线性光学器件的原 理和应用，如光开关、光 限幅器、光逻辑门等。
量子光学简介
衍射条纹。
04
光的偏振
偏振现象和分类
偏振现象
光波在传播过程中，光矢量（即 电场强度矢量E）的振动方向对于 光的传播方向失去对称性的现象 。
分类
根据光矢量末端在垂直于传播方 向的平面上描绘出的轨迹形状， 可分为线偏振光、圆偏振光和椭 圆偏振光。
马吕斯定律和布儒斯特角
马吕斯定律
描述线偏振光通过偏振片后的透射光强与入射光强及偏振片透振方向之间的关 系，即$I = I_0 cos^2 theta$，其中$I_0$为入射光强，$theta$为透振方向与 入射光振动方向之间的夹角。
光电转换
将光能转换成电能或其他形式的能 量，应用于太阳能电池、光电探测 器等器件中。
02
光的干涉
干涉现象和条件
01
干涉现象
两列或多列波在空间某些区域 振动加强，在另一些区域振动 减弱，形成稳定的强弱分布的
目录
• 引言 • 光的干涉 • 光的衍射 • 光的偏振 • 光的吸收、色散和散射 • 现代光学技术及应用
01
引言
光学的发展历程
早期光学
从反射和折射定律的发现到光的波动理 论的提出。
几何光学
建立光的直线传播、反射和折射定律， 以及透镜成像等理论。
物理光学
从光的干涉、衍射和偏振等现象的研究 ，到光的电磁理论的确立。
非线性光学简介
非线性光学现象
阐述非线性光学中的基本 现象，如二次谐波产生、 和频与差频产生、光整流 、光克尔效应等。
非线性光学材料
介绍常见的非线性光学材 料，如晶体、半导体、有 机材料和光纤等，并分析 其特性。
非线性光学器件
概述非线性光学器件的原 理和应用，如光开关、光 限幅器、光逻辑门等。
量子光学简介
衍射条纹。
04
光的偏振
偏振现象和分类
偏振现象
光波在传播过程中，光矢量（即 电场强度矢量E）的振动方向对于 光的传播方向失去对称性的现象 。
分类
根据光矢量末端在垂直于传播方 向的平面上描绘出的轨迹形状， 可分为线偏振光、圆偏振光和椭 圆偏振光。
马吕斯定律和布儒斯特角
马吕斯定律
描述线偏振光通过偏振片后的透射光强与入射光强及偏振片透振方向之间的关 系，即$I = I_0 cos^2 theta$，其中$I_0$为入射光强，$theta$为透振方向与 入射光振动方向之间的夹角。
光电转换
将光能转换成电能或其他形式的能 量，应用于太阳能电池、光电探测 器等器件中。
02
光的干涉
干涉现象和条件
01
干涉现象
两列或多列波在空间某些区域 振动加强，在另一些区域振动 减弱，形成稳定的强弱分布的
物理光学第一章节PPT
ˆ r s f ( x, y, z; t ) A cos[(t ) 0 ] v
2 ; T
引入波矢
2
2 ˆ 2 ˆ ˆ k s k k 平面波方程变为 v vT
f ( x, y, z; t ) A cos(t k r 0 )
第一篇
物理光学（波动光学）
主要内容
第1章 光波的基本性质 第2章 光的干涉 第3章 光的衍射 第4章 晶体光学基础 第5章 光的吸收、色散和散射
第1章 光波的基本性质
光波是电磁波。因此要了解光波的基本性质，首先 要知道电磁波的基本性质。
1.1 电磁场基本方程 一、麦克斯韦方程组 相互作用和交变的电场和磁场的总和，称为电 磁场。交变的电磁场按照电磁定律的传播就形成了 电磁波。电磁波用电场强度E和磁感应强度B、电 位移矢量D和磁场强度H来描述，描述这四个量之 间相互关系的就是麦克斯韦方程组。
2. 球面波
现再给出波动方程的另一个简单解：球面波的 解。球面波是指波面为一球面的波。一般从点光源 发出的光波就是球面波。（当观察点到光源的距离 比光源线度大十倍以上时 ，这光源就可看作点光 源。）由于球面波的波面是球面，同一个球面上的 ˆ, t ), s ˆr ˆ 点有相同的振动状态。因此 f f (r s 波方程解的形式则为f = f ( r , t ) ， r=r (x ,y ,z )
麦克斯韦方程组的积分形式
r r r r B E dl dS Ñ t C S
Ò
S
r r D dS dV
V
Ò
S
r r B dS 0
r r r r D r H dl J dS Ñ A t C
物理光学简明教程PPT
前者认为光是具有有限速度的粒子流，后者认为光是在“以 太”（一种假想的弹性媒质）中传播的波。
由于当时牛顿在物理学界享有至高无尚的权威，人们普遍地 接受光的微粒说。
三、波动光学发展历史
到了19世纪前半叶，一连串的实验事实和根据波动说对 这些实验的成功解释，才使人们完全地抛弃微粒说，确
信光的波动说。 这些实验主要是：杨氏和菲涅耳等人的干涉实验、衍射
3.曲林杰等《物理光学》，北京：国防工业出版社，1980 4.叶玉堂 《光学教程》，北京：清华大学出版社
5.章志鸣等，《光学》, 北京： 高等教育出版社，2009 6.M.玻恩，E.沃耳夫《光学原理》（第七版）, 杨葭荪译 北京：
电子工业出版社, 2009 7.A.加塔克，光学，梁铨廷等译，机械工业出版社，1984
中 国 光 学 薄 膜 在 线 中国光学光电子行业网
中国光学期刊网
国外 光学快报 /EJ（期刊中心） / / （MIT光物理实验室） /Optics/publications/ （ 英 国 University of Glasgow） http://mapageweb.umontreal.ca/hamamh/teach.htm ( 光 、 电信 号处理英文教程) /cm/new/viewleot.htm（激光，光电英文教程） /photonicslab/Resources/tutor ial/Alignment/alignment_tutorial.htm（在线教程） /index.html（在线教程） /library.html /（光子工业资源）
这种状态的改变一直延续到 19 世纪60年代，其时， 麦克斯韦在总结前人在电磁学方面的研究成果的基 础上，建立起一套完整的电磁场理论。他预言了电 磁波的存在，并指出光是一种波长很短的电磁波。
由于当时牛顿在物理学界享有至高无尚的权威，人们普遍地 接受光的微粒说。
三、波动光学发展历史
到了19世纪前半叶，一连串的实验事实和根据波动说对 这些实验的成功解释，才使人们完全地抛弃微粒说，确
信光的波动说。 这些实验主要是：杨氏和菲涅耳等人的干涉实验、衍射
3.曲林杰等《物理光学》，北京：国防工业出版社，1980 4.叶玉堂 《光学教程》，北京：清华大学出版社
5.章志鸣等，《光学》, 北京： 高等教育出版社，2009 6.M.玻恩，E.沃耳夫《光学原理》（第七版）, 杨葭荪译 北京：
电子工业出版社, 2009 7.A.加塔克，光学，梁铨廷等译，机械工业出版社，1984
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这种状态的改变一直延续到 19 世纪60年代，其时， 麦克斯韦在总结前人在电磁学方面的研究成果的基 础上，建立起一套完整的电磁场理论。他预言了电 磁波的存在，并指出光是一种波长很短的电磁波。
4.1物理光学
分量变换
i, j 1, 2, 3
2.
对称张量
Tij T ji
称为对称张量。
T11 T12 T13 T T T 12 22 23 T13 T23 T33
张量只有三个对角分量非零，称对角化张量
注：张量与矩阵 的区别： 张量代表的是 物理量，坐标变 换物理量不变， 表示形式改变
本章内容
4.1介电张量介电张量(The dielectric tensorThe dielectri tensor) 4.2 单色平面波在晶体中的传播单色平面波在晶体中 的传播(The propagation of monochromatic plane waves in crystalsThe propagation of monochromatic plane waves in crystals) 4.3 单轴晶体和双轴晶体的光学性质单轴晶体和双轴 晶体的光学性质(Optical properties of Optical properties of uniaxialuniaxialand biaxial crystalsand biaxial crystals) 4.4 晶体光学性质的图形表示晶体光学性质的图形表 示(Geometrical constructionGeoetrical construction)
在各向异性介质中，电位移矢量D与E满足
D 0 r E
晶体的介电张量是对 称张量，对其主轴变 换后为一对角张量， 即
1 0 0 0 0 2 0 0 3
1， 2， 3
称主介电常数,对应n1, n2, n3称主折射率。
晶系 三 斜 单 斜
如果矢量p与两个矢量 u和v相关，其关系式为
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物理光学简明教程 梁铨廷 刘翠红 电子工业出版社 2010
物理光学（第3版）
梁铨廷
电子工业出版社
2008
物理光学学习指导与题解
刘翠红
电子工业出版社
2009
五、参考文献
1.赵凯华,钟锡华, 《光学》（上、）, 北京：北京大学出版
社, 2008 2.母国光, 战元龄,《光学》, 北京：人民教育出版社,1979
前言
一、研究对象和内容
光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科 波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。
波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧
重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质 和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表
现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电 场和磁场对光的现象的影响。
前言
一、研究对象和内容
传统内容主要有：光的干涉、衍射和偏振现象，光 在各向同性介质中的传播规律（包括光的反射和折 射，光的吸收、色散和散射规律），光在各向异性 晶体中的传播规律等，以及在各领域中的应用。
近代发展的内容：薄膜光学理论、全息照相、光学 信息处理...
二、波动光学的应用
波动光学是一门应用性很强的学科。特别是激光问世后，它 在科学技术各部门中的应用十分广泛，尤其在生产和国防上 有着重要的应用。 今天，它已经被应用到通信、医疗、受控热核反应、航天、 信息处理等高新技术领域，为科学技术的发展、生产的发展 和巩固国防做出贡献。 在精密测量方面，各种光学零件的表面粗糙度、平面度，以 及长度、角度的测量，至今最精确的仍然是波动光学方法。
三、波动光学发展历史
光学的萌芽时期可以追溯到2000多年前，墨子在所著的《墨 经》中记载了光的直线传播、小孔成像等光学规律；古希腊 欧几里德（Euclid）在其著作中也有光的直线传播和反射定 律的记载。
不过，对光的物理本性进行认真研究却是从17世纪开始的。 当时，有两种关于光的本性的说法：以牛顿为代表的微粒说 和以惠更斯为代表的波动说。
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国外 光学快报 /EJ（期刊中心） / / （MIT光物理实验室） /Optics/publications/ （ 英 国 University of Glasgow） http://mapageweb.umontreal.ca/hamamh/teach.htm ( 光 、 电信 号处理英文教程) /cm/new/viewleot.htm（激光，光电英文教程） /photonicslab/Resources/tutor ial/Alignment/alignment_tutorial.htm（在线教程） /index.html（在线教程） /library.html /（光子工业资源）
实验、马吕斯的反射光偏振实验以及傅科测量水中光速 实验（结果是水总光速小于空气中光速）。这样，在19
世纪，光是波动的问题似乎最后被解决了。
三、波动光学发展历史
惠更斯，菲涅耳等人的波动说在光波的传播媒质— —“以太”问题上却遇到了困难。
为了说明光具有极大传播速度的实验事实，必须假 想“以太”的一些奇特性质：密度极小和弹性模量 极大。这显然是荒谬的，同时也表明物理光学的基 础还停留在不能令人满意的状态。
前者认为光是具有有限速度的粒子流，后者认为光是在“以 太”（一种假想的弹性媒质）中传播的波。
由于当时牛顿在物理学界享有至高无尚的权威，人们普遍地 接受光的微粒说。
三、波动光学发展历史
到了19世纪前半叶，一连串的实验事实和根据波动说对 这些实验的成功解释，才使人们完全地抛弃微粒说，确
信光的波动说。 这些实验主要是：杨氏和菲涅耳等人的干涉实验、衍射
历史表明，建立在电磁波理论基础上的物理光学学说是物理光 学发展进程中的一个重大飞跃。
波动光学在20世纪也有了长足的发展，尤其是激光问世后，发 展的势头很猛。
自然科学的发展是无止境的！
四、本课程主要内容
光的电磁理论 光的干涉及应用 光的衍射与现代光学 光的偏振和晶体光学器件
五、参考文献
另外，还用波动光学方法测量光学系统的各种像差，评价光 学系统的成像质量等。
二、波动光学的应用
以光的干涉原理为基础的各种干涉仪器，是光学仪器中 数量颇多且最为精密的一个组成部分。根据衍射原理制成的 光栅光谱仪，在分析物质的微观结构（原子、分子结构）和 化学成分等方面起着最为主要的作用。 近几十年来，由于现代光学的崛起，发展了一批新型的光 学仪器，如相衬显微镜、光学传递函数仪、傅里叶变换光谱 仪，以及各种全息和信息处理装置、电光和光电转换（光电 池、 CCD ）装置、激光器等。它们在物质结构分析、光通信、 光计算（光学计算机）、成像和显示技术、材料加工、医学 和军事等方面的应用越来越重要。 可见，学好本课程对于光学工程专业、光电信息工程专业 的学生在专业上的发展是何等重要。
这种状态的改变一直延续到 19 世纪60年代，其时， 麦克斯韦在总结前人在电磁学方面的研究成果的基 础上，建立起一套完整的电磁场理论。他预言了电 磁波的存在，并指出光是一种波长很短的电磁波。
三、波动光学发展历史
由于按照光的电磁波理论去阐明光学现象非常成功，也由 于后来迈克耳孙和莫雷的实验否认了“以太”的存在，所以人 们就自然地放弃了惠更斯、菲涅耳的机械波理论，而接受光的 电磁波理论。
A.加塔克 Optics （第四版）清华大学出版社 2010 8.J.P.马蒂厄，光学（上、下） ，1987
五、参考网站
国内
光谷社区
光电工程师社区
飞达光学网 松铖光学 激光世界
3.曲林杰等《物理光学》，北京：国防工业出版社，1980 4.叶玉堂 《光学教程》，北京：清华大学出版社
5.章志鸣等，《光学》, 北京： 高等教育出版社，2009 6.M.玻恩，E.沃耳夫《光学原理》（第七版）, 杨葭荪译 北京：
电子工业出版社, 2009 7.A.加塔克，光学，梁铨廷等译，机械工业出版社，1984
物理光学（第3版）
梁铨廷
电子工业出版社
2008
物理光学学习指导与题解
刘翠红
电子工业出版社
2009
五、参考文献
1.赵凯华,钟锡华, 《光学》（上、）, 北京：北京大学出版
社, 2008 2.母国光, 战元龄,《光学》, 北京：人民教育出版社,1979
前言
一、研究对象和内容
光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科 波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。
波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧
重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质 和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表
现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电 场和磁场对光的现象的影响。
前言
一、研究对象和内容
传统内容主要有：光的干涉、衍射和偏振现象，光 在各向同性介质中的传播规律（包括光的反射和折 射，光的吸收、色散和散射规律），光在各向异性 晶体中的传播规律等，以及在各领域中的应用。
近代发展的内容：薄膜光学理论、全息照相、光学 信息处理...
二、波动光学的应用
波动光学是一门应用性很强的学科。特别是激光问世后，它 在科学技术各部门中的应用十分广泛，尤其在生产和国防上 有着重要的应用。 今天，它已经被应用到通信、医疗、受控热核反应、航天、 信息处理等高新技术领域，为科学技术的发展、生产的发展 和巩固国防做出贡献。 在精密测量方面，各种光学零件的表面粗糙度、平面度，以 及长度、角度的测量，至今最精确的仍然是波动光学方法。
三、波动光学发展历史
光学的萌芽时期可以追溯到2000多年前，墨子在所著的《墨 经》中记载了光的直线传播、小孔成像等光学规律；古希腊 欧几里德（Euclid）在其著作中也有光的直线传播和反射定 律的记载。
不过，对光的物理本性进行认真研究却是从17世纪开始的。 当时，有两种关于光的本性的说法：以牛顿为代表的微粒说 和以惠更斯为代表的波动说。
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中国光学期刊网
国外 光学快报 /EJ（期刊中心） / / （MIT光物理实验室） /Optics/publications/ （ 英 国 University of Glasgow） http://mapageweb.umontreal.ca/hamamh/teach.htm ( 光 、 电信 号处理英文教程) /cm/new/viewleot.htm（激光，光电英文教程） /photonicslab/Resources/tutor ial/Alignment/alignment_tutorial.htm（在线教程） /index.html（在线教程） /library.html /（光子工业资源）
实验、马吕斯的反射光偏振实验以及傅科测量水中光速 实验（结果是水总光速小于空气中光速）。这样，在19
世纪，光是波动的问题似乎最后被解决了。
三、波动光学发展历史
惠更斯，菲涅耳等人的波动说在光波的传播媒质— —“以太”问题上却遇到了困难。
为了说明光具有极大传播速度的实验事实，必须假 想“以太”的一些奇特性质：密度极小和弹性模量 极大。这显然是荒谬的，同时也表明物理光学的基 础还停留在不能令人满意的状态。
前者认为光是具有有限速度的粒子流，后者认为光是在“以 太”（一种假想的弹性媒质）中传播的波。
由于当时牛顿在物理学界享有至高无尚的权威，人们普遍地 接受光的微粒说。
三、波动光学发展历史
到了19世纪前半叶，一连串的实验事实和根据波动说对 这些实验的成功解释，才使人们完全地抛弃微粒说，确
信光的波动说。 这些实验主要是：杨氏和菲涅耳等人的干涉实验、衍射
历史表明，建立在电磁波理论基础上的物理光学学说是物理光 学发展进程中的一个重大飞跃。
波动光学在20世纪也有了长足的发展，尤其是激光问世后，发 展的势头很猛。
自然科学的发展是无止境的！
四、本课程主要内容
光的电磁理论 光的干涉及应用 光的衍射与现代光学 光的偏振和晶体光学器件
五、参考文献
另外，还用波动光学方法测量光学系统的各种像差，评价光 学系统的成像质量等。
二、波动光学的应用
以光的干涉原理为基础的各种干涉仪器，是光学仪器中 数量颇多且最为精密的一个组成部分。根据衍射原理制成的 光栅光谱仪，在分析物质的微观结构（原子、分子结构）和 化学成分等方面起着最为主要的作用。 近几十年来，由于现代光学的崛起，发展了一批新型的光 学仪器，如相衬显微镜、光学传递函数仪、傅里叶变换光谱 仪，以及各种全息和信息处理装置、电光和光电转换（光电 池、 CCD ）装置、激光器等。它们在物质结构分析、光通信、 光计算（光学计算机）、成像和显示技术、材料加工、医学 和军事等方面的应用越来越重要。 可见，学好本课程对于光学工程专业、光电信息工程专业 的学生在专业上的发展是何等重要。
这种状态的改变一直延续到 19 世纪60年代，其时， 麦克斯韦在总结前人在电磁学方面的研究成果的基 础上，建立起一套完整的电磁场理论。他预言了电 磁波的存在，并指出光是一种波长很短的电磁波。
三、波动光学发展历史
由于按照光的电磁波理论去阐明光学现象非常成功，也由 于后来迈克耳孙和莫雷的实验否认了“以太”的存在，所以人 们就自然地放弃了惠更斯、菲涅耳的机械波理论，而接受光的 电磁波理论。
A.加塔克 Optics （第四版）清华大学出版社 2010 8.J.P.马蒂厄，光学（上、下） ，1987
五、参考网站
国内
光谷社区
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3.曲林杰等《物理光学》，北京：国防工业出版社，1980 4.叶玉堂 《光学教程》，北京：清华大学出版社
5.章志鸣等，《光学》, 北京： 高等教育出版社，2009 6.M.玻恩，E.沃耳夫《光学原理》（第七版）, 杨葭荪译 北京：
电子工业出版社, 2009 7.A.加塔克，光学，梁铨廷等译，机械工业出版社，1984