光學(xué)復(fù)習(xí)(浙教版)-課件

光學(xué)復(fù)習(xí)(浙教版)-ppt課件CONTENTS光學(xué)基礎(chǔ)概念光的干涉光的衍射光的偏振光學(xué)儀器與技術(shù)應(yīng)用光的量子性與激光技術(shù)光學(xué)基礎(chǔ)概念01光波是一種電磁波，具有波動(dòng)性，具有振幅、頻率、相位等特征。光波又具有粒子性，可以表現(xiàn)為能量和動(dòng)量的形式。光波在真空中的傳播速度為光速，約為3×10^8米/秒。波動(dòng)性粒子性傳播速度光波的特性當(dāng)兩束或多束相干光波相遇時(shí)，會因?yàn)橄辔徊疃a(chǎn)生干涉現(xiàn)象，形成明暗相間的干涉條紋。干涉現(xiàn)象光波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，會繞過障礙物繼續(xù)傳播，形成衍射現(xiàn)象，衍射條紋與障礙物的形狀和大小有關(guān)。衍射現(xiàn)象光的干涉與衍射光波的電矢量或磁矢量在某一特定方向上振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為光的偏振現(xiàn)象。偏振光在光學(xué)儀器、通信、攝影等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如偏振眼鏡可以消除反射光的影響，提高視覺清晰度。光的偏振偏振光的應(yīng)用偏振現(xiàn)象光的干涉02干涉現(xiàn)象兩束或多束光波在空間某一點(diǎn)疊加時(shí)，光強(qiáng)分布出現(xiàn)周期性變化的現(xiàn)象。干涉條件相干光源、頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定。干涉現(xiàn)象與干涉條件通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)觀察明暗交替的干涉條紋。明暗交替、等間距、等寬度的干涉條紋。根據(jù)光程差和波長計(jì)算干涉條紋寬度。雙縫干涉實(shí)驗(yàn)干涉條紋特點(diǎn)干涉條紋寬度計(jì)算雙縫干涉當(dāng)光波入射到薄膜表面時(shí)，發(fā)生反射和折射，不同光束在薄膜表面相遇產(chǎn)生干涉。根據(jù)薄膜形狀和光波入射角的不同，薄膜干涉可分為等傾干涉和等厚干涉。利用薄膜干涉原理制成的增透膜和增反膜，可控制光的反射和透射。薄膜干涉原理等傾干涉和等厚干涉增透膜和增反膜薄膜干涉

邁克爾遜干涉儀邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu)由分束器、反射鏡和測量系統(tǒng)組成。干涉現(xiàn)象通過分束器將一束光分為兩束，分別經(jīng)過反射鏡反射后再次相遇，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。測量精度邁克爾遜干涉儀可用于精確測量長度、折射率等物理量，具有高精度和高靈敏度。光的衍射03衍射現(xiàn)象光繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射條件障礙物或孔的尺寸與光的波長相當(dāng)或更小時(shí)，光發(fā)生明顯衍射。衍射現(xiàn)象與衍射條件與雙縫干涉圖樣類似，中央為亮條紋，兩側(cè)為明暗交替的條紋。單縫衍射圖樣明暗條紋寬度比雙縫干涉窄，且與單縫寬度、波長等因素有關(guān)。單縫衍射特點(diǎn)單縫衍射圓孔衍射圓孔衍射圖樣中心為亮斑，向外有明暗交替的圓環(huán)。圓孔衍射特點(diǎn)圓斑中心明亮且寬，隨著級次的增加，圓環(huán)變窄、變暗。由多組明暗相間的狹縫組成的光學(xué)儀器，用于光譜分析和準(zhǔn)直。光柵衍射圖樣光譜線在背景上呈現(xiàn)為明暗相間的條紋，且光譜線具有多級性。光柵衍射特點(diǎn)光柵衍射光的偏振04光波的振動(dòng)方向在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，只沿某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光。無偏振方向的光，其振動(dòng)方向在各個(gè)方向上均勻分布。光的電矢量只沿著某一特定方向振動(dòng)的光。光的電矢量以橢圓軌跡振動(dòng)的光，其長短軸隨時(shí)間變化。偏振光自然光線偏振光橢圓偏振光偏振光的基礎(chǔ)知識讓自然光通過偏振片，只允許特定方向的電矢量通過，從而產(chǎn)生線偏振光。偏振片的起偏人工產(chǎn)生偏振光偏振檢測器通過特定方法（如晶體折射、反射、干涉等）產(chǎn)生偏振光。用來檢測光的偏振狀態(tài)，如線偏振、橢圓偏振等。030201偏振光的產(chǎn)生與檢測當(dāng)光線通過某些晶體時(shí)，會分解成兩個(gè)偏振方向相互垂直的線偏振光，這種現(xiàn)象稱為雙折射。雙折射現(xiàn)象根據(jù)晶體對主軸的選擇不同，晶體可分為單軸晶體和雙軸晶體。晶體分類如制造光學(xué)儀器、光學(xué)濾波器、光學(xué)通信等。雙折射現(xiàn)象的應(yīng)用光的雙折射現(xiàn)象光學(xué)儀器與技術(shù)應(yīng)用05顯微鏡顯微鏡是一種能夠?qū)⑽⑿∥矬w放大并觀察的儀器，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。顯微鏡由物鏡、目鏡、載物臺等部分組成，通過調(diào)節(jié)焦距和放大倍數(shù)，可以觀察微小物體的細(xì)節(jié)。望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡是一種能夠觀測遙遠(yuǎn)天體的儀器，通常由反射或折射系統(tǒng)組成。反射望遠(yuǎn)鏡使用反射鏡面聚焦光線，適合觀測星系、星云等深空天體；折射望遠(yuǎn)鏡使用透鏡聚焦光線，適合觀測行星、彗星等近地天體。顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡照相機(jī)與攝像機(jī)照相機(jī)是一種能夠記錄影像的儀器，通過鏡頭將景物聚焦在感光元件上，并利用快門控制曝光時(shí)間，最終記錄為靜止圖像或視頻。照相機(jī)的種類繁多，包括數(shù)碼相機(jī)、膠片相機(jī)等。照相機(jī)攝像機(jī)是一種能夠記錄動(dòng)態(tài)影像的儀器，與照相機(jī)類似，但能夠記錄連續(xù)的動(dòng)態(tài)畫面。攝像機(jī)通常由鏡頭、錄像系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)等部分組成，可以用于制作電影、電視劇等視頻作品。攝像機(jī)VS全息照相是一種記錄物體發(fā)射或反射光波全部信息的技術(shù)，通過干涉和衍射原理，能夠記錄物體的三維形狀和顏色信息。全息照相在信息安全、三維測量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。光學(xué)信息處理光學(xué)信息處理是一種利用光的干涉、衍射、折射等光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行信息處理的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)、去噪、特征提取等功能。光學(xué)信息處理在遙感、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。全息照相全息照相與光學(xué)信息處理光的量子性與激光技術(shù)06光的波動(dòng)性光也表現(xiàn)出波動(dòng)性質(zhì)，如干涉和衍射。光的波動(dòng)性可以用波動(dòng)方程描述。光的量子性和經(jīng)典性的關(guān)系在某些情況下，光的量子性可以忽略不計(jì)，可以用經(jīng)典理論描述；在另一些情況下，必須考慮光的量子性。光的粒子性光是由粒子組成的，這些粒子被稱為光子。每個(gè)光子都有一定的能量和動(dòng)量。光的量子性激光是受激發(fā)射放大過程的簡稱。當(dāng)原子吸收能量后，電子從低能級躍遷到高能級，然后回落到低能級并釋放出光子。這些光子在諧振腔內(nèi)放大并形成激光束。激光技術(shù)包括激光切割、激光焊接、激光通信等。這些技術(shù)都利用了激光的高亮度、高方向性和單色性等特點(diǎn)。激光原理激光技術(shù)激光原理與技術(shù)激光在工業(yè)制造中廣泛應(yīng)用于切割、焊接、打標(biāo)和表面處理等領(lǐng)域。工業(yè)制造激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用于治療各種疾病和病癥，如眼科疾病、皮膚病和癌癥等