钟锡华光学
浙大工程光学专业课真题-心得体会
专业课，这个是外校生最关心的了，其实浙大光学工程还好啦，只推荐了一本参考书，但是不要真相信只需那本书就搞定了（牛人除外），浙大专业课推荐的书是郁道银和谈恒英的《工程光学》，其实出题人在命题时几何光学并非是参考的这本，他们参考的是浙大出版的李晓彤编的《几何光学，像差，光学设计》，这本书本人觉得难，尤其是像差部分，也许是我们本科没有学太多关于像差的缘故吧，总之这本书的成像系统方面要好好看，尤其是课后题，显微镜，望远镜和放大镜这些原理要弄懂，至于像差方面，能记多少记多少吧，可依据真题看看，哪些是出现频率很高的，哪些是较低的，分清主次，各个击破，另外也是需要一本习题集的，这个很多，我用的是哈工大的光学习题课教程，没用过别的，也不好比较，感觉还行吧！物理光学的话，浙大宝典——梁铨廷的《物理光学理论与习题》是必备的了，很古老的一本书，上面有很多题和浙大真题类似，有些与工程光学那本书的课后题是一样的，这个要好好看！还有考研真经——历年真题了，这个可以去研招办买，好像是4元一年，还有挂号邮寄费！专业课方面激光考察的不多，有时就一个大题10分，有时会再加上几个选择或填空，最多20分吧！这个依据真题看吧，考察哪些看哪些，考纲里要求的都必须看看，好在要求的也不多，这个应该不成问题！大概就是这些资料了，我买的较多，还买了一本物理学大题典——光学卷，还有钟锡华的光学课本，浙大的应用光学课件最好也抽空看看，比较系统，这个在空间共享里有！发现很多人问到专业课复习方法，其实这个是因人而异的，我自己觉得光学这门课很抽象，我本科学的时候就学的不好，所以我从师兄那学的经验是多看书多做题，书本的话我考研时前前后后看了不下4遍，习题做了至少2遍，真题做了3遍！基础不好的起初刚开始看课本做题时会感到看不懂不会做，这个不怕，一定要克服恐惧心理，多看几遍书，同时做些许题帮助理解，慢慢的，就会感到光学题虽然多，但类型却很有限的！其实现在回想起来，感觉光学的东西不算多，物光的话就是干涉、衍射、偏振，几光就是那几个成像系统和主要的像差，还有作图！好了，说的够多了，专业课就这些吧！网址：/read.php?tid-33485.html我说说我的复试经历吧：复试我的有5个老师，其中至少有两个是教授，在光电系的博导名录里可以找到。
迈克耳逊干涉仪测定空气折射率(1).
迈克耳逊干涉仪测定空气折射率实验人：C09计算机2班邱正丹091316236合作人：C09计算机2班吴健091316314指导老师：赵仲飚[摘要]：本文是利用迈克耳逊干涉仪，通过在实验装置中增设可调压强的气室，实现对干涉图样的实时观察和气体折射率的较精确测量。
[关键词]：研究型物理实验;迈克耳逊干涉仪;折射率[引言]：在当今的社会，面对竞争日益激烈的就业市场，也是人才的竞争，如何培养创新型的人才已经是个很重要的要求。
对理工科各专业来说，大学物理实验教学对培养学生的实践能力、分析和研究问题的能力起到十分重要的作用，因此在高校创新型人才的培养中，大学物理实验教学的改革首当其冲。
这需要我们有很好的理解和分析能力，特别是对数据的处理有很好的分析能力。
本实验是要求学生自己对实验原理的理解，自己动去手完成，不在只是单纯的照搬书本上，长期以来，由于受应试教育和传统文化等方面的影响，与国外学生相比我国的学生学习非常刻苦、理论知识相当扎实，但在动手能力和创新意识上显得不足。
而另一方面，目前大学物理实验教学中也存在许多不利于学生创新能力培养的因素，突出表现在实验内容偏重于验证性，实验的理念、思想、方法和手段落后等。
为改变这一格局，近年来，各高校和教学管理部门都十分重视对“综合性、设计性、研究性”实验的开设要求。
但究竟什么是综合性、设计性、研究性实验，如何开设这样的实验，仍然需要作深入的研究和教学实践。
本文就如何开设研究型实验作一探讨，并给出一个研究型实验案例作详细的实验分析。
实验装置如图1所示。
本实验是建立在迈克尔逊干涉光路之基础上来做的。
光路原理从略。
下面简单介绍一下非定域干涉。
激光束经短焦距凸透镜会聚后可得点光源，它发出球面波照射—干涉仪，经分束，及、反射后射向屏H的光可以看成是由虚光源、发出的（如图2-14-2）。
其中为点光源经及反射后成的象，为点光源经及反射后成的象（等效于点光源经及反射后成的象）。
这两个虚光源、发出的球面波，在它们能相遇的空间里处处相干，即各处都能产生干涉条纹。
南开大学光学工程内部课件Sep 7th
Brief history of optics (cont’ed)
平面镜 (《经下》19/—/42· —) 经：景迎日。说在转。 影子可以由反射(迎)太阳(的光线)形 成。理由在于翻转
经说：景，日之光反烛人，则景在日与人之间。
如果太阳之间
Brief history of optics (cont’ed)
母国光 战元龄著 《光学》 人民教育出版社
参考书目
ftp://202.113.227.137 Username: optics Password: optics-nk
/opt/index/
/course/optics/
《淮南万毕术》，公元前120左右，淮南王刘安及 其门客的著作。记录了用冰制作透镜的方法： “削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。” 还记录了潜望镜的雏形：“取大镜高悬，置水盆 于其下，则见四邻矣。”
Brief history of optics (cont’ed)
谭峭《化书》，约公元940年(南 唐)。书中有一段十分有趣的记 录：小人常有四镜。一名圭，一 名珠，一名砥，一名盂。圭视者 大，珠视者小，砥视者正，盂视 者倒。观彼之器，查我之型，由 是无大小，无短长，无妍丑，无 美恶。描述的很有可能是四种透 镜的成像性质。圭是双凹发散透 镜，珠是双凸透镜，砥是平凹透 镜，盂是平凸透镜。
一个受到光照射的人，看起来就好像他在发射出（光线）一样。人的下 部成为（像的）上部，而人的上部成为（像的）下部。人的脚（好像发 出）光在下方被遮蔽（即照到了针孔的下方），（但另一些光线）在上 方成像。人的头（好像发出）光在上方被遮蔽（即照到了针孔的上方）， （但另一些光线）在下方成像。在（离开光源、反射体或像）较远或较 近的某个位置上，有一个距激光的点（端）（即针孔），结果像就只被 允许通过聚集之处（库）的光线所形成
《光 学》教案
《光学》教案教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第一次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第一章光的干涉1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第二次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第一章光的干涉教学基本要求：2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第三次课形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法第四次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法第五次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第六次课形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。
第二章光的衍射教学基本要求：1.掌握惠更斯—菲涅耳原理理及衍射的强度公式。
大学物理光知识学知识题和解答
光学习题和解答习题十六16.1 从一狭缝透出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm 远的幕上，若此两狭缝相距为0.20mm ，幕上所产生干涉条纹中两相邻亮线间距离为3.60mm ，则此单色光的波长以mm 为单位，其数值为(A) 41050.5-⨯; (B) 41000.6-⨯; (C) 41020.6-⨯; (D) 41085.4-⨯。
答案：(B)16.2 用波长为650nm 之红色光作杨氏双缝干涉实验，已知狭缝相距410-m ，从屏幕上量得相邻亮条纹间距为1cm ，如狭缝到屏幕间距以m 为单位，则其大小为(A) 2; (B) 1.5; (C) 3.2; (D) 1.8。
答案：(B)16.3 波长λ为4106-⨯mm 单色光垂直地照到尖角α很小、折射率n 为1.5的玻璃尖劈上。
在长度l 为1cm 内可观察到10条干涉条纹，则玻璃尖劈的尖角α为(A) 24''; (B) 4.42''; (C) 3.40''; (D) 2.41''。
答案：(D)16.4 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上，覆盖着一层折射率为1.25的丙酮薄膜。
当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时，发现波长为6000nm 的光产生相消干涉。
而700nm 波长的光产生相长干涉，若此丙酮薄膜厚度是用nm 为计量单位，则为(A) 840; (B) 900; (C) 800; (D) 720。
答案：(A)16.5 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时，则第十个亮环的直径由1.40cm 变为1.27cm ，故这种液体的折射率为(A) 1.32; (B) 1.10; (C) 1.21; (D) 1.43。
参考答案：(C)16.6 借助于玻璃表面上所涂的折射率为n=1.38的2MgF 透明薄膜，可以减少折射率为60.1='n 的玻璃表面的反射，若波长为50000A 的单色光垂直入射时，为了实现最小的反射，问此透明薄膜的厚度至少为多少0A ？(A) 50; (B) 300; (C) 906; (D)2500; (E) 10500。
关于薄透镜高斯公式物像关系数学形式的讨论
关于薄透镜高斯公式物像关系数学形式的讨论作者：刘克杰王文清李强来源：《知识力量·教育理论与教学研究》2013年第03期[摘要]本文通过对薄透镜高斯公式物像关系数学形式的分析和讨论，得出其物像关系图形的数学形式是双曲线标准形式的转化。
[关键词]薄透镜高斯公式双曲线转化引言在赵凯华、钟锡华编著《光学》一书中（第一版），第六十页上面有这样一个公式：，此公式就是关于薄透镜成像的物像公式的高斯形式，而它就是双曲线标准形式的转化。
一、证明高斯公式是双曲线标准形式的转化（一）物像关系图（可参见书中第六十页图6—3）|f|=a在上图中，我们假设它表示的曲线在xoy坐标系下是双曲线。
那么，根据图示可写出双曲线标准形式为（1）下面对标准形式做变换。
首先进行坐标平移，也就使xoy坐标系沿x轴负方向平移个单位后变为x`oy`，这样就有：（2）变换为：（3）把（3）代入（1）式中有：（4）以上进行的第一步是坐标平移，下面作第二步工作是坐标旋转，也就是使x`o`y`坐标轴顺时针转π/4角度变成x``o`y``，这样坐标变换就是：（5）将代入（5）中可得：（6）将（6）式代入（4）有：化简可得：将（7）式两边同除以x``y``，有：（8）将（8）式两边再同除以a，有：（9）把（9）式与高斯公式进行比较，联系物像关系图可得，图中是以|f|=a为单位画出，所以有，代替后（9）变为，这就是所谓物像公式的高斯形式，其中：s代表物体离薄透镜光心之间的距离，也就是物距。
s`代表物体经薄透镜成像后离薄透镜光心之间的距离，也就是像距f代表薄透镜的焦距。
这样，就证明了薄透镜物像公式的高斯形式是双曲线标准形式的转化。
下面，联系双曲线的性质与成像性质进行比较：对双曲线：的渐近线为y=±x （10）利用（3）、（6）式将（10）化为在x``o`y``坐标系中，其渐近线的表示为：化简得：，这两条渐进线如图中所示。
从（3）、（6）两式可以得出，标准形式与高斯形式的坐标变换关系为：二、讨论（一）在双曲线顶点A处：，联立（3）（6）可解出x``、y``：这样即：s=x``=2a，s`=y``=2a。
常用非初等函数
函数而言，其反射轴为x=x0)。
对于
rect( x x0 ) L
tri( x x0 ) L
sin c( x x0 ) Gaus( x x0 )
L
L
这一类以x=x0为轴对称的函数，参数L只表示横向缩放 比例，因而可以取绝对值；
对于阶跃函数：step( x )
L
和符号函数：sgn(Lx )
其定义为：
tri(
x)
1 |
0
x
|
或者是：
| x | 1 | x | 1
1 x 1 x 0
tri(x) 1 x 0 x 1
0
other
6
tri ( x) 1
x 1 0 1
图2 三角形函数也具有曲线下的面积等于1的性质，即满 足：
tri(x)dx 1 7
3．符号函数
符号函数又称为正负号函数，记为sgn(x)。
其定义为：
1
sgn(x)
0
1
sgn(x)
1
x0 x0 x0
0
x
1
图3
8
4．阶跃函数
阶跃函数又称为海维塞德(Heaviside)函 数，记为step(x)或H(x)。
其定义为：
1
x0
step(x) 1/ 2
f new ( x)
afold
(
x
x0 L
)
b
fnew(x)一般形式的 非初等函数
fold(x)表示标准形式 的非初等函数
x0表示横向平 移因子；
b为纵向平移 因子；
17
f new ( x)
应用物理学主要课程简介
应用物理学专业主要课程简介课程名称：力学学分：4 授课时数：64 开设学期：2主要内容：力学是物理学的一门重要基础课，力学主要讨论经典力学——经典物理学和现代物理学的重要组成部分，同时也涉及相对论和广义相对论的基本图像，使我们对力学有较全面的认识。
力学不仅是物理学的一个有机组成部分，并且由于它在现代科学技术中的重要地位，它发展成为一门独立的科学，并包含多种子学科，如材料力学、弹性力学、语言声学等。
其内容包括：质点运动学、质点动力学、动量、功和能、角动量定理、刚体力学、固体弹性、振动、波动、流体力学、相对论简介使用教材：漆安慎，杜婵英.力学（第二版）.高等教育出版社,2005.参考书目：1.赵凯华,罗蔚茵.力学.高等教育出版社,1995.2．卢民强，许丽敏.力学.高等教育出版社,2002.3．戚伯云等.力学（第二版）.科学出版社,2007.考核方式：闭卷，考试课程名称：光学学分：4 授课时数：64 开设学期：4主要内容：光学是普通物理学的一个重要组成部分，是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科。
它和原子物理、电动力学、量子力学等后继课有密切联系。
激光的出现和发展使光学的研究进入一个崭新的阶段，光学的发展过程是人们认识客观世界的一个重要组成部分。
它的主要学习内容包括：光的干涉、光的衍射、几何光学基本原理、光学仪器、光的偏振、光的传播速度、光的吸收以及散射和色散、激光、现代光学简介等几部分。
使用教材：姚启钧.光学教程.高等教育出版社.1981.参考书目：1. 母国光,战元令.光学.人民教育出版社,1979.2. 赵凯华,钟锡华.光学.北京大学出版社,1984.3. 张阜权,孙荣山同,唐伟国.光学.北京师范大学出版社,1985.考核方式：闭卷，考试课程名称：原子物理学学分：4 授课时数：64 开设学期：5主要内容：原子物理学是物理学专业的一门重要基础课程。
它上承经典物理，下接量子力学，属于近代物理的范畴。
物理竞赛指导
基础：程稼夫《力学第二版》《电磁学》《专题讲座》,崔宏宾《热光近代物理》复习：更高更妙。
决赛：舒幼生《力学》，赵凯华《电磁学》，钟锡华《光学》，热学不很清楚。
还想看量子物理的推荐曾谨言《量子力学》。
刷题就用江四喜《物理竞赛专题精编》（备战复赛时用）《物理学难题集萃》《国际奥赛培训与选拔》决赛时用，还嫌不够可以刷中科大《物理学大题典》，不过能经国家集训队的话自己根本无需找题，自会有人给你大量题做的。
至于四大力学，有心冲集训队的可以看看，没这个实力的等到大学看也不迟。
范小辉的第六版的新编奥赛指导，张大同的通向金牌之路，不过很难受，我刚学，求指导。
建议从普通大学物理看起。
非物理专业的大学物理学比较通俗，没有过多运算和数学推导。
竞赛考纲也要看。
竞赛中同一类的题可能有不同表述，有条件的话可以找一些自招的物理笔试题，这样导向性比较好。
辅导讲义是用来结合有关知识解题的、、、完了。
但是你不看大学物理教材！！！！！复赛之路会很艰辛！！自学那就是没老师！！所以我建议你看非物理专业的大学物理学！！大学物理学是本书！！！至于哪个版本，自己挑吧、竞赛里的一大堆微积分，变分，线性回归你根本看不懂！！基础：程稼夫《力学第二版》《电磁学》《专题讲座》,崔宏宾《热光近代物理》复习：更高更妙。
决赛：舒幼生《力学》，赵凯华《电磁学》，钟锡华《光学》，热学不很清楚。
还想看量子物理的推荐曾谨言《量子力学》。
刷题就用江四喜《物理竞赛专题精编》（备战复赛时用）《物理学难题集萃》《国际奥赛培训与选拔》决赛时用，还嫌不够可以刷中科大《物理学大题典》，不过能经国家集训队的话自己根本无需找题，自会有人给你大量题做的。
至于四大力学，有心冲集训队的可以看看，没这个实力的等到大学看也不迟。
程稼夫三本书加崔宏宾《热光近代物理》已涵盖全了。
程书高妙普物全国中学生物理竞赛内容提要（2013年开始实行）一．理论基础力学1．运动学：参考系坐标系直角坐标系※平面极坐标质点运动的位移和路程速度加速度矢量和标量矢量的合成和分解※矢量的标积和矢积匀速及匀变速直线运动及其图像运动的合成抛体运动圆周运动圆周运动中的切向加速度和法向加速度※任意曲线运动中的切向加速度和法向加速度，曲率半径相对运动伽里略速度变换刚体的平动和绕定轴的转动角速度和角加速度2．牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律惯性参考系摩擦力弹性力胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式（不要求导出）※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力※匀速转动参考系中的惯性离心力3．物体的平衡共点力作用下物体的平衡力矩刚体的平衡条件重心物体平衡的种类4．动量冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心※质心运动定理反冲运动及火箭5．※角动量※冲量矩※角动量※质点和质点组的角动量定理（不引入转动惯量）※角动量守恒定律6．机械能功和功率动能和动能定理重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式（不要求导出）弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律碰撞恢复系数7．在万有引力作用下物体的运动开普勒定律行星和人造天体的圆轨道运动和椭圆轨道运动8．流体静力学静止流体中的压强浮力9．振动简谐振动 x＝Acos（ωt＋Φ）振幅频率和周期相位振动的图像参考圆振动的速度 v＝－ωAsin（ωt＋Φ）（线性）恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成阻尼振动受迫振动和共振（定性）10 波和声横波和纵波波长频率和波速的关系波的图像※平面简谐波的表示式 y＝Acosω（t－x/v）波的干涉※驻波波的衍射（定性）声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声※多普勒效应热学1．分子动理论原子和分子的数量级分子的热运动布朗运动气体分子热运动速率分布律（定性）温度的微观意义分子热运动的动能※气体分子的平均移动动能，玻尔兹曼常量分子力分子间的势能物体的内能2．气体的性质※温标，热力学温标，气体实验定律理想气体状态方程，普适气体恒量理想气体状态方程的微观解释（定性）3．热力学第一定律热力学第一定律理想气体的内能热力学第一定律在理想气体等容、等压、等温和绝热过程中的应用，※定容摩尔热容量和定压摩尔热容量※等温过程中的功（不要求导出）※绝热过程方程（不要求导出）※热机及其效率※致冷机和致冷系数4．※热力学第二定律※热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述※可逆过程与不可逆过程※宏观过程的不可逆性※理想气体的自由膨胀※热力学第二定律的统计意义5．液体的性质液体分子运动的特点表面张力系数※球形液面两边的压强差浸润现象和毛细现象（定性）6．固体的性质晶体和非晶体空间点阵固体分子运动的特点7．物态变化熔化和凝固熔点熔化热蒸发和凝结饱和气压沸腾和沸点汽化热临界温度固体的升华空气的湿度和湿度计露点8．热传递的方式传导※导热系数对流辐射※黑体辐射的概念※斯特藩定律9热膨胀热膨胀和膨胀系数电学1．静电场电荷守恒定律库仑定律静电力常量和真空介电常数电场强度电场线点电荷的场强场强叠加原理匀强电场※无限大均匀带面的场强（不要求导出）均匀带电球壳壳内的场强和壳外的场强公式（不要求导出）电势和电势差等势面点电荷电场的电势公式（不要求导出）电势叠加原理均匀带电球壳壳内和壳外的电势公式（不要求导出）静电场中的导体静电屏蔽电容平行板电容器的电容公式※球形电容器的电容公式电容器的连接电容器充电后的电能电介质的极化，介电常量2．稳恒电流欧姆定律，电阻率和温度的关系电功和电功率电阻的串、并联电动势，闭合电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律※基尔霍夫定律电流表，电压表，欧姆表惠斯通电桥补偿电路3．物质的导电性金属中的电流欧姆定律的微观解释※液体中的电流※法拉第电解定律※气体中的电流※被激放电和自激放电（定性）真空中的电流示波器半导体的导电特性p型半导体和n型半导体※P－N结晶体二极管的单向导电性※及其微观解释（定性）三极管的放大作用（不要求机理）超导现象4．磁场电流的磁场磁感应强度磁感线匀强磁场长直导线、圆线圈、螺线管中的电流的磁场分布（定性）※无限长直导线中电流的磁场表示式※圆线圈中电流的磁场在轴线上的表示式※无限长螺线管中电流的磁场表示式（不要求导出）※真空磁导率安培力洛伦兹力电子荷质比的测定质谱仪回旋加速器霍尔效应5．电磁感应法拉第电磁感应定楞次定律※感应电场（涡旋电场）※电子感应加速器自感和互感，自感系数，※通电自感的磁能（不要求推导）6．交流电交流发电机原理交流电的最大值和有效值纯电阻、纯电感、纯电容电路感抗和容抗※电流和电压的相位差整流滤波和稳压理想变压器三相交流电及其连接法感应电动机原理7．电磁振荡和电磁波电磁振荡振荡电路及振荡频率，电磁波谱电磁场和电磁波电磁波的波速赫兹实验电磁波的发射和调制电磁波的接收、调谐、检波光学1．几何光学光的直进反射折射全反射光的色散折射率与光速的关系平面镜成像，球面镜成像公式及作图法※球面折射成像公式，※焦距与折射率、球面镜半径的关系薄透镜成像公式及作图法眼睛放大镜显微镜望远镜2．波动光学光程光的干涉双缝干涉光的衍射现象单缝衍射（定性）※分辩本领（不要求导出）光谱和光谱分析近代物理1．光的本性光电效应爱因斯坦方程光的波粒二象性光子的能量与动量2．原子结构卢瑟福实验原子的核式结构玻尔模型用玻尔模型解释氢光谱玻尔模型的局限性原子的受激辐射激光的产生（定性）和它的特性3．原子核原子核的量级天然放射现象原子核的衰变半衰期放射线的探测质子的发现中子的发现原子核的组成核反应方程质能方程裂变和聚变4．粒子“基本”粒子，轻子与夸克（简单知识）四种基本相互作用实物粒子具有波粒二象性※德布罗意关系 p＝h/λ※不确定关系?p?x≥h/4π5．※狭义相对论爱因斯坦假设时间和长度的相对论效应相对论动量相对论能量相对论动量能量关系6．※太阳系，银河系，宇宙和黑洞的初步知识．数学基础1．中学阶段全部初等数学（包括解析几何）．2．矢量的合成和分解，极限、无限大和无限小的初步概念．3．※导数及其应用（限于高中教学大纲所涉及的内容）。
《大学物理光学》习题及答案
光学习题和解答习题十六16.1 从一狭缝透出的单色光经过两个平行狭缝而照射到120cm 远的幕上，若此两狭缝相距为0.20mm ，幕上所产生干涉条纹中两相邻亮线间距离为 3.60mm ，则此单色光的波长以mm 为单位，其数值为(A) 41050.5-⨯; (B) 41000.6-⨯; (C) 41020.6-⨯; (D) 41085.4-⨯。
答案：(B)16.2 用波长为650nm 之红色光作杨氏双缝干涉实验，已知狭缝相距410-m ，从屏幕上量得相邻亮条纹间距为1cm ，如狭缝到屏幕间距以m 为单位，则其大小为(A) 2; (B) 1.5; (C) 3.2; (D) 1.8。
答案：(B)16.3 波长λ为4106-⨯mm 单色光垂直地照到尖角α很小、折射率n 为1.5的玻璃尖劈上。
在长度l 为1cm 内可观察到10条干涉条纹，则玻璃尖劈的尖角α为(A) 24''; (B) 4.42''; (C) 3.40''; (D) 2.41''。
答案：(D)16.4 在一个折射率为1.50的厚玻璃板上，覆盖着一层折射率为1.25的丙酮薄膜。
当波长可变的平面光波垂直入射到薄膜上时，发现波长为6000nm 的光产生相消干涉。
而700nm 波长的光产生相长干涉，若此丙酮薄膜厚度是用nm 为计量单位，则为(A) 840; (B) 900; (C) 800; (D) 720。
答案：(A)16.5 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间充以液体时，则第十个亮环的直径由1.40cm 变为1.27cm ，故这种液体的折射率为(A) 1.32; (B) 1.10; (C) 1.21; (D) 1.43。
参考答案：(C)16.6 借助于玻璃表面上所涂的折射率为n=1.38的2MgF 透明薄膜，可以减少折射率为60.1='n 的玻璃表面的反射，若波长为50000A 的单色光垂直入射时，为了实现最小的反射，问此透明薄膜的厚度至少为多少0A(A) 50; (B) 300; (C) 906; (D)2500; (E) 10500。
基础光学
第一章 几何光学
§1.1几何光学的基本定律和费马原理 1.1 基本定律 光源、 点光源、 光线、 光束 1 .光的直线传播定律 2 .光的独立传播定律 3 .光的反射定律 4 .光的折射定律 由上述定律可得出光路可逆性原理。
* 几何光学实验定律成立的条件
1.
被研究对象的几何尺寸D远大于入射光波 波长 D/ >>1 衍射现象不明显，定律适用。 D/ ~ 1 衍射现象明显，定律不适用。
( n1 l1 n2 l 2 ) 0 x ( n1 l1 n2 l 2 ) 0 的路径。 z
将l1、l2的表达式代入上式有
l ACB n1l1 n2 l 2
其中： l1 y ( x x1 ) z
2 1 2
l2
y
2 2
2 2
物和像
物点和像点：实物、虚物 、实象、虚象
物面和像面：物点、像点的集合
光学系统: 单个或多个光学元件组成的系统 物方空间：实际的入射光线所在的空间 像方空间：实际的出射光线所在的空间 对应的有物方折射率和像方折射率
Ⅰ
Ⅱ
S2 S1’
S2’ S3 S3’
Ⅲ
n1
n2
n3
n4
2. 2 理想光学系统 同心光束通过系统后仍能保持为同心光束 理想光学系统成像的性质： 1 . 物象之间的共轭性；
前 言
一、光学的研究对象及学习光学的意义 1. 光学的研究对象 光学是研究光的本性、光的产生与控 制、光的传输与检测、光与物质的相互作 用，以及它的各种应用的学科。 2. 学习光学的意义 光学是物理学中一门重要的基础学科， 也是一门应用性很强的学科。
二、 光学发展简史 光是什么？
光学物理开放性实验报告
实验报告课程名称：现代物理实验实验名称：自然光入射时反射及折射的偏振态专业：学号：姓名：实验地点：实验日期：03月10日~ 05月30日[实验目的和要求]1.了解光偏振态的基本概念；2.进一步探讨自然光入射时反射及折射的偏振态与入射角度的关系。
[实验器材]偏振片、 玻璃板 、 分光计 、 检流计 、 波片 、椭偏仪 等[实验原理和方法]如图1所示，设两透明各向同性介质的折射率分别为1n 和2n ，入射光的入射角为1θ，折射光的折射角为2θ通常把光波中电矢量垂直于入射面的振动分量称为S 分量，平行于入射面的振动分量称为P 分量．入射光、反射光及折射光的S 分量和P 分量分别表示为S E 与P E 、S R 与P R 、S D 与P D 。
若规定它们的正方向如图1所示，则它们之间的关系为:图1 S 分量和P 分量的正方向E S21)sin()sin(cos cos cos cos 212122112211θθθθθθθθ+--=+-=n n n n E R S S （1） )tan()tan(cos cos cos cos 212121122112θθθθθθθθ+-=+-=n n n n E R pp （2） )sin(sin cos 2cos cos cos 22121221111θθθθθθθ+=+=n n n E D S S （3） )cos()sin(sin cos 2cos cos cos 2212121211211θθθθθθθθθ-+=+=n n n E D pp （4） (1)至(4)式就是菲涅耳公式。
它描述了两介质分界面上反射光、折射光与入射光之间振幅、相位及偏振状态的关系。
探究反射光和折射光的偏振状态参见图1，设有一束太阳光入射到两介质交界上，人射角为1θ。
由于太阳光是自然光，因此入射到两介质交界上的太阳光的电矢量垂直于入射面的分量SO E 和平行于入射面的分量PO E 的振幅大小相等，即POSO E E = (5)一、反射光的偏振状态设反射光的电矢量垂直于折射面的分量为S E ，电矢量平行于折射面的分量为P E 。
光学 赵凯华 习题解答
《光学》赵凯华 （钟锡华）习题解答第一章P23—5 （1-4）证一： 对平行平板上下表面分别两次运用折射定律，并考虑到平板上下是同一介质，便可证明最后出射光线与当初入射光线的方向一致。
根据几何关系可得侧向位移量为)cos sin cos (sin 2211 )sin cos cos (sin cos )sin(211221i i i i t i i i i ti i AB X −=−=−=Δ122i折射定律 sini =nsini 在i 2<i 1<<1的条件下, 取小角近似 sini 1≈i 1,cosi 1≈cosi 2≈1于是有 n n X 1−≈Δt i 1证二：)1())sin(11n n t l x ()sin(cos 11t t−=−−=θθθθ=−=θθθθP23—7（1-6）证一：由于光线垂直入射，故光线在第一个界面不发生折射，仅在第二个界面有折射。
如图， 根据折射定律 nsini 2=sini ’2 以及几何关系 i 2=α, 故 nsinα=sini ’2当α很小时, 有sinα≈α,sini ’2≈i ’2 则上式可写成nα=i ’2所以偏向角为αααδ)1(2'2−=−=−=n n i i这个近似公式, 在干涉、衍射、偏振中经常要用到, 我们应当记住。
证二：αααα+δ+⇒δ=)sin(n →sin （当0α时）得出：δα)1(−n＝P23—11（1-10）解：设棱镜的折射率为n ，水的折射率为n ’，先求得n=60.15023550sin=+D DD 2sin再由 n=n ’2sin2sin αα+δm 得D25sin 33.160.1sin=+2sin 2′=αδαn nm'132305080.0sin 2D ==+−mδα最后求出此棱镜放在水中的最小偏向角为'411D =m δp23—14（1-13）解 ：根据折射定律，得到n 0sin22111sin 1sin θθθ−=n n 21'1cos θ==n 因为光线在玻璃芯和外套的界面上发生全反射的条件为sin122n n ≥θ所以，欲使光线在纤维内发生全反射，1θ必需满足n 0sin2121)(1n n n −1≤θ故数值孔径为 n 0sin221n n −=θ'sin sin i DEF n g =∠n g DEF EDF ∠−=∠D90n n g 21光导纤维的数值孔径反映集光本领，是导光传象的重要性能参数之一。
光具组基点的测定
光具组基点的测定摘要：本文通过运用透镜组基点的特性来用焦距仪和节点架两种方法来测定透镜组的基点，并且比较这两种测量方法的测量精度。
关键字：透镜组基点节点架焦距仪。
引言单个透镜往往无法满足实验或者实际生活中的需要，实际使用时往往将几个薄透镜组合成透镜组进行使用。
对于任何共轴光具组，不论其结构复杂与否，物像之间的共轭关系完全由几对特殊的点和面所决定，这就是共轴理想光具组的基点和基面。
在透镜组之中各个透镜的焦距以及透镜之间的焦距未知的情况下，采用焦距仪或者测节器可以测定光具组的基点和基面，进而得到光具组的一些特性。
原理简述：关于本实验的几个概念：1.透镜组：两个或者两个以上的薄透镜或厚透镜组成的共轴球面系统。
2.基点：为了描述透镜组物像之间的共轭关系的点就是基点，包括一对焦点，一对节点和一对主点。
3.焦点：透镜组的焦点和焦面的的定义与薄透镜的焦点和焦面相同，即与无穷远物平面共轭的为像方焦面，轴上的点就是像方焦点，反之则是物方焦面和物方焦点。
主点和主平面：横向放大率恒为1的一对共轭面，就是主平面，属于物方的叫物主面，属于像方的叫做像方主面，属于像方的叫做像方主面，其轴上的对应的点分别是物方主点和像方主点。
节点和节平面：当系统入射的光线（或延长线）通过第一节节点（物方节点）时，则系统出射的光线一定通过第二节点（像方节点），并与入射光线平行，即节点是角放大率为1的一对共轭点，通过节点做垂直于光轴的平面就是节平面。
由于透镜组两边的物质都是空气，所以物方和像方的媒质上网折射率相等时，节点与主点相同。
焦距仪测量透镜组的基点：如图一所示，设L 为已知焦距等于f0的凸透镜L0S0为待测透镜组，其主点（节点）为H 、H ’（N 、N ’），焦点为F 、F ’。
当AB （其长度已知）放在L 的前焦点F0处时，它经过L 以及L0S0成像A ’B ’于L0S0的后焦面上。
因为AO//A ’N ’, AB//A ’B ’, OB//N ’B ’,所以△AOB ∽△A ’N ’B ’,即AB:f0=A ’B ’:f ’∴ 'A 'B 'f ABf 焦点与节点的测量：设通过 R 0M 0看清某一物体a 时，a 与R 0M 0的距离为c ，此时R 0M 0的位置读数为X 0，假设通过R 0M 0先后看清参考点Q 和F ’时，R 0M 0的位置读数分别为X Q 和X F ’，则QF ’= XF ’-XQF ’的位置相对于Q 点的位置确定，N ’F ’=f ’，此时就可以确定节点的位置 实验步骤：1. 由自准法找出L 的位置，将毫米尺放在L 的前焦面上。
福建师范大学光学研究生入学考试考纲试卷及答案
福建师范大学光学研究生入学考试考纲试卷及答案835光学考试大纲（光学工程专业适用）命题原则：试题的目的在于考察考生是否具备本专业研究生入学的基本条件；内容主要测试考生对本学科的发展背景、基础理论和基本技能掌握的程度，以及运用所学知识解决问题的能力；试题具有一定的区分度，难易程度适当，力图做到一般大学的优秀本科生能够取得100分（满分为150）以上的成绩。
光的本性；光学的研究对象与内容；光学的发展史；费马原理；惠更斯原理；近（傍）轴光线在球面的反射、折射和成象规律；薄透镜（组）成象规律；辐射能通量（辐射功率）、发光强度、亮度和照度；光波（场）的数学描述；球面波和平面波；光强与场强（振幅）的关系；波的相干与非相干迭加；干涉现象产生的条件和方法；等厚与等倾干涉；Michelson干涉仪；多光束干涉；Fabry-Perot干涉仪；光的衍射及其数学描述；Babinet 原理；单缝Fraunhofer衍射的矢量图解法或复数积分法；多缝Fraunhofer（光栅）衍射强度分布；光栅方程；光的偏振现象；偏振光的获得和检验；光的色散和群速；光学基本实验；全反射法、最小偏向角法或自准直法测定透明材料的折射率。
1.简答题：4小题，共24分，占16%；2.证明推导题：2题，共26分，占17.3%；3.分析计算讨论题： 5题，共85分，占56.7%；4.实验题：1题，共15分，占10%；参考书目：赵凯华、钟锡华《光学》上下册，北京大学出版社1984；钟锡华《现代光学基础》，北京大学出版社；姚启钧：《光学教程》,高等教育出版社1978；一、简答题（24分，每小题6分）1.简要说明光学的研究内容；2.比较“牛顿微粒说”与“惠更斯波动说”在解释光折射定律上的异同；3.简要说明衍射与干涉的联系和区别；4.写出激光的主要特点。
二、（12分）说明费马原理，并据此以作图方式推导出光的反射定律。
三、（20分）等腰三棱镜的折射率为n，底角为θ，若其底部恰好与折射率为n w的液体表面接触；问：1）若平行于液面的光线从空气中进入棱镜后都能在棱镜底面发生全反射，则三棱镜的底角θ应满足什么条件：2）在1）的条件下，若在液面上用眼睛经过三棱镜观察远处的物体，与空气中直接观察的结果相比，将看见什么景象。
光学——第2章题解
细丝习题2.11图第2章题解2.8解：（沈惠君等大学物理指导题P177） （1）由 λk dD x k =则 λd D x 1010±=± 故m 11.0105.510222020741010=⨯⨯⨯⨯==-=∆---λd D x x x （2）原坐标原点处是干涉的零级条纹，此处光程差为 021=-r r 当将上面一条缝上覆盖一薄片后，坐标原点处的光程差变为 21)1(r r e n -+- 则原点处光程差改变量是 λk e n =-)1( 得7106.6105.5158.1)1(67=⨯⨯⨯-=-=--λen k 即原零级条纹移到原第7级条纹处。
整个条纹向上移动。
2.9 解：（沈惠君等大学物理指导题P177）光线垂直照射在膜表面，两支反射相干光的光程差为ne 2，当相消干涉时，满足2)12(2λ+=k ne在可见光范围内，满足相消干涉的波长是nm 0051=λ与nm 7002=λ， 则有 2)12(211λ+=k ne ① 2)12(222λ+=k ne ②由于在此期间无其他相消波长，所以 121=-k k ③ ①比上② 得112122121=++λλk k 再将③代入 得3400070005000)(212211=+=-+=λλλλk由①得 m e 7710731.6210530.12132--⨯=⨯⨯⨯+⨯=2.10 解：（张三慧编著的大学物理学 P410）由光程差改变 λN L =2 得 mm N L 410349.512043220.022-⨯=⨯==λ 2.11解：（钟锡华等光学习题解P133）由劈尖等厚干涉条纹的特点，知相邻亮（或暗）条纹对应的厚度差为2λ；细丝所在处和劈尖棱边的条纹性质相同，故细丝 和棱边处的厚度差，即m D μλλ357.23.5894428=⨯===习题2.12图2.12解：（钟锡华等光学习题解P133）（1）由条纹间距与劈尖楔角的关系 l∆=2λθ又由实验装置知2G 和1G 的高度之差 θl d =∆ 故有μm 47.29105.023.589521=⨯⨯⨯=∆==∆-l l l d λθ 轻点待测块规一侧的平晶，若条纹间距密集了，说明劈尖楔角增大，由实验装置知，待测块规比标准件高度低； 若条纹稀疏了，说明楔角变小，则待测块规高于标准件。
2023年大学_《光学》(赵凯华钟锡华著)课后习题答案下载
2023年《光学》(赵凯华钟锡华著)课后习题答案
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《光学》(赵凯华钟锡华著)内容简介
绪论
第一章几何光学
第二章波动光学基本原理
第三章干涉装置光场的时空相干性
第四章衍射光栅
第五章傅里叶变换光学
第六章全息照相
第七章光在晶体中的传播
第八章光的吸收、色散和散射
第九章光的量子性激光
《光学》(赵凯华钟锡华著)目录
《光学(上下)》分上、下两册。
上册主要内容：几何光学、波动光学基本原理、干涉装置和光场的`时空相干性。
下册主要内容：衍射光栅、傅里叶变换光学、全息照相、光在晶体中的传播、光的吸收、色散和散射、光的量子性和激光。
偏振光现象的研究
内放有布儒斯特窗片，从而使出射的激光束是线偏振光（它的振动方向如何？为什么只有一块窗片，并
不是玻片堆，出射的激光是线偏振光，而不是部分偏振光？
如果不放这块窗片，该激光的偏振情况如何？如果把该窗
片放在谐振腔外，则其激光的偏振情况如？）。将各偏振
元件按图 2 放好，暂时不放波片Ｃ，图中Ａ为偏振片。先
使Ａ的透光轴与激光的电矢量垂直，于是产生消光现象， 记下偏振片Ａ消光时的位置读数Ａ（0）。然后将 1/4 波片
由图 1 可知一束振动方向与光轴成α 角的平面偏振光垂直人射到波片上后，会产生振动方向相互垂
直的ｅ和ｏ光，其Ｅ矢量大小分别为 Ee = E cosα 、 Eo = E sinα ，通过波片后，二者产生一附加相位差 。 离开波片时合成波的偏振性质，决定于相位差 δ 和α 。如果入射线偏振光的振动方向与波片的光轴的夹
偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光 — 起偏，也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分 偏振光 — 检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器，用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上，起偏器和 检偏器是通用的。
马吕斯定律：设两偏振片的透振方向之间的夹角为α，透过起偏器的线偏振光振幅为 A0，强度为 I0, 则透过检偏器的线偏振光的振幅为 A，强度为 I, （偏振片无吸收时）有：
分为五种偏振态：如果光矢量沿着一个固定方向振动，称为线偏振光或平面偏振光；如果在垂直于传播
方向的平面内，光矢量的方向是任意的，且各个方向的振幅相等，则称为自然光。对自然光而言，若把
所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等；如果
有的方向光矢量的振幅较大，有的方向振幅较小，则称为部分偏振光；如果光矢量的大小和方向随时间
光学论文--折反射望远镜
折反射望远镜构造望远镜的发展经历了约400年的时间，现在它已在科学研究和生活的方方面面发挥着重要的作用。
1608年荷兰人汉斯·利伯希发明了第一部望远镜。
随之而来的是折射望远镜、反射望远镜和折反射式望远镜的相继产生。
德国人史密特首先于1938年制作了第一部折反射式望远镜。
折反射望远镜系统的特点是便于校正轴外像差。
以球面镜为基础，加入适当的折射元件，用以校正球差，得以取得良好的光学质量。
由于折反射望远镜具有视场大、光力强等特点，适合于观测延伸（彗星、星系、弥散星云等）天体，并可进行巡天观测，较适合天文爱好者使用。
本文通过探究折反射式望远镜的构造、阐明其光学结构原理从而加强折反射望远镜在啊日常生活的中应用，为今后的技术创新提供助力。
关键词：望远镜；凸透镜；凹透镜；折射式；反射式；折反射式0. 引言望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。
望远镜可大致分为折射望远镜、反射望远镜和折反射式望远镜三种.应用最广泛的有施密特望远镜（美国Meade 12”LX200SC），施密特—卡塞格林系统（南京天仪中心的KP300S），马克苏托夫与马克苏托夫—卡塞格林望远镜（南京御夫天文科教仪器厂生产的Φ160mm等系列）四种类型。
1.折反射式望远镜1.1.折、反射式望远镜的基本光学原理天文望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。
远景物的光源视作平行光，根据光学原理，平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上，这就是焦点。
焦点与物镜距离就是焦距。
再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大，这时观察者觉得远处景物被拉近，看得特别清楚。
O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜折射镜是由一组透镜组成，反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作90 °反射的平面镜。
光学4-2 (基础物理课堂讲稿下第二十讲)
o
光轴是一特殊的方向, 凡平行于此方向的直线均为光轴 单轴晶体(方解石,石英,红宝石); 双轴晶体(云母, 硫磺,蓝宝石)
第四章 光的偏振
◆O光和e光均为线偏振光
O光与光轴构成的平面 e光与光轴构成的平面
O光振动矢量垂直於O 光主平面； e光振动矢量平行於e光主平面. 主平面: 光线方向与光轴所成平面. 光轴
旋转检偏器,无消光者为自然光.
第四章 光的偏振
第四章 光的偏振
第四章 光的偏振
第四章 光的偏振
第四章 光的偏振
第四章 光的偏振
参考书：
1.赵凯华，钟锡华.《光学》上册
2.毌国光，战元令.《光学》
作业：4.8, 4.10, 4.12
nO光 1.66 , ne光 1.49 ,
O光： nO光 n树 胶
n树 胶 1.55
O光 (被吸收掉了)
n树 胶 且 77 i0 arcsin 69 ∴O光全反射 nO光
e光： ne光 n树 胶 无全反射，但输出线偏振光
特点：能获得极纯的线偏振光；出射光束与入射光束方向一致。
1669.(丹)巴塞林纳斯---方解石(CaCO3)---双折射现象
起因：各向异性晶体中, 各方向 波速不同--有双折射现象 方解石
e光 o光
特点：
◆O光满足折射定律-- 寻常光； e光不满足折射定律- 非常光. 旋转晶体时, O光不动,
S e光 S o光
e光随晶体旋转.
◆一般 vO ≠ ve， nO≠ ne
若 E0x=E0y
右旋
左旋
圆偏振光
O光⊥e光且ωO= ωe E 12 0y 1 (∵来自同一波列)
x 线偏振光 k奇 E x 正椭圆偏振光 0
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Super star
笑就歌颂一皱眉头就心痛 我没空理会我只感受你的感受 你要往哪走把我灵魂也带走 它为你着了魔留着有什么用
你是电,你是光,你是唯一的神话
我只爱你 you are my super star 你主宰我崇拜没有更好的办法 只能爱你 you are my super star
光学
Optics
手不是手是温柔的宇宙 我这颗小星球就在你手中转动 请看见我让我有梦可以作 我为你发了疯你必须奖励我 你是意义是天是地是神的旨意 除了爱你没有真理 火你是火是我飞蛾的尽头 没想过要逃脱为什么我要逃脱 谢谢你给我一段快乐的梦游 如果我忘了我请帮忙记得我
光
之 舞
Optics 光之本质
Light is color! Light is energy!
C、菲涅耳（A.J.Fresnel）：利用杨氏干涉原理补充惠更斯原理而提出了惠更斯菲涅耳原理，园满解释了光的直线传播定律和衍射现象。建立了菲涅耳公式。 D、马吕斯（E.L.Malus）：发现了光的偏振现象，建立了马吕斯定律，研究 了偏振光的干涉。
Optics：量子光学时期
发现经典电磁理论在研究光与物质的相互作用时的缺点， 建立了光的量子理论， 园 满解释了黑体辐射、光电效应和康普顿效应现象；提出了光的波粒二象性。 黑体辐射问题：普朗克 (1858-1947) 解释光电效应：爱因斯坦 (1879-1955) X射线散射实验：康普顿 (1892-1962 )
18
19
20
21 世纪轴
பைடு நூலகம்
萌芽
几何光学
过渡时期： 直线传播占主导，波 动理论逐惭形成
波动光学 量子光学
现代光学
Optics: 萌芽时期
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)。
代表人物和成就：
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
Optics
Fusion General public
Isotopic separation Surgery Analysis
Information technology
Power Distribution Telecommunications
Imaging Spectroscopy
Civil engineering
景倒，
在午有端
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： ⑴正确反映了光的直线传播规律 ⑵错误：人眼能发出光线
Optics: 几何光学时期
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。
光学的发展历史表明，人们对于光的认 识经历了多么复杂的演变过程，时至今日， 尚未结束。
Optics
390nm
量子光学 研 究 尺 度
760nm
波动光学
10
3
几何光学
Optics：主要研究对象
•基础学科
光学
•技术学科 •光学工程
Optics
•光学工程研究对象
•（1） 以光作为信息传递的媒介，进行对客观事
Nonlinear optics Semiconductor Laser
LASER
Cavity Ampifying medium
Fabry-Perot
Einstein
Optics
光学史上最重要的转折性阶段是与这些 伟大的名字联在一起的
惠更斯、牛顿、菲涅耳、基尔霍夫、麦克 斯韦、普朗克、玻尔、爱因斯坦、薛定谔、 海森伯……
德布罗意提出物质波假说，戴维孙与革末的电 子衍射实验证实电子具有波动性
光与实物粒子一样 具有波（Wave）、粒（Particle）二象性
Optics：现代光学时期
自1960年梅曼制成第一台红宝石激光器，光学进入了新的发展阶段，激光物 理、激光技术、全息摄影术、光纤的应用、光脑的设想、红外波段的应用
粒子：Paticle
波（wave）
Optics：波动光学时期
建立了光的波动理论， 园满解释了光的干涉、衍射和偏振现象；通过迈克尔逊干 涉仪否定了“以太”的存在；提出并证实了光的本质就是电磁波
代表人物和成就：
A、惠更斯：光的波动理论的创始人，提出了“光是‘以太’中传播的波 动”理论和 次波假设（惠更斯原理）。并园满解释了反射、折射定律和双折射现象。 B、杨氏（T.Young）：最先利用干涉原理解释了白光下的薄膜颜色，设计并完 成了著名的杨氏双缝干涉实验，并第一次成功地测定了光的波长。提出了 光是横波的假设。
Power output Monochromatic guide Gas Laser Tunable
Short pulses
Optical computing
Other absorber lasers
Power
Frequency conversion
Output
Dye Laser
Optical pumping Short pulses Solid Laser
Light is particle ? Light is wave?
Optics
Optics
光学发展简史
远古至十六世纪初
萌芽时期：
几何光学时期：十六世纪中叶至十八世纪初
光 学
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
远古
16
17
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。
物的认知与了解，特别是作为视觉及其他人身感官 的延伸，包括图像及多维时空信息的传输、存储、 处理、显示等。 •（2）光的产生，如激光、发光光源等。 •（3）光对物质相互作用的应用，如光敏探测器件、 光刻蚀、光化学等、或以光能量作为加工手段，如 激光加工、激光核聚变、光能应用等。 •（4）利用光学等原理进行图像及多维时空结构的 观察及处理，如微光夜视技术、变像管高速摄影等。