研究尺度量子光学波动光学几何光学课件.ppt

1、 马斯洛马斯洛 光学光学OpticsSuper star笑就歌颂一皱眉头就心痛笑就歌颂一皱眉头就心痛我没空理会我只感受你的感受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你要往哪走把我灵魂也带走它为你着了魔留着有什么用它为你着了魔留着有什么用你是电你是电,你是光你是光,你是唯一的神话你是唯一的神话我只爱你我只爱你 you are my super star 你主宰我崇拜没有更好的办法你主宰我崇拜没有更好的办法只能爱你只能爱你 you are my super star 手不是手是温柔的宇宙手不是手是温柔的宇宙我这颗小星球就在你手中转动我这颗小星球就在你手中转动请看见我让我有梦可以作请看见

2、我让我有梦可以作我为你发了疯你必须奖励我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你是意义是天是地是神的旨意除了爱你没有真理除了爱你没有真理火你是火是我飞蛾的尽头火你是火是我飞蛾的尽头没想过要逃脱为什么我要逃脱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谢谢你给我一段快乐的梦游如果我忘了我请帮忙记得我如果我忘了我请帮忙记得我光之舞Optics 光之本质光之本质Light is color!Light is energy!Light is particle?Light is wave?OpticsOptics萌芽时期：萌芽时期：远古至十六世纪初远古至十六世纪初几何光学时期：十六世纪

3、中叶至十八世纪初几何光学时期：十六世纪中叶至十八世纪初波动光学时期：十九世纪初至十九世纪末波动光学时期：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现代光学时期：二十世纪六十年代至今181720192116世纪轴世纪轴远古萌芽萌芽几何光学几何光学现代光学现代光学过渡时期：过渡时期：直线传播占主导，波直线传播占主导，波动理论逐惭形成动理论逐惭形成光学发展简史光学发展简史量子光学量子光学波动光学波动光学Optics:A A、墨、墨翟：（公元前翟：（公元前400400公元前公元前470470年），年），在他和其弟子所

4、著的在他和其弟子所著的 墨经墨经中，对光现象有八中，对光现象有八条定性记载条定性记载景景倒，倒，在午有端在午有端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、暗箱和简单幻灯机平面镜、凸面镜、凹面镜、透镜、眼镜、暗箱和简单幻灯机)。正确反映了光的正确反映了光的直线传播直线传播规律规律错误：人眼能发出错误：人眼能发出光线光线B B、欧几里德：（公元前欧几里德：（公元前328328公元前公元前385385年），年），在其著作在其著作 光学光学一书中提出一书中提出 触须触须学说：学

5、说：Optics: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。理论开始盟芽。A、费马：提出了几何光学的基本原理费马：提出了几何光学的基本原理费马原费马原理，由它可导出直线传播定理，由它可导出直线传播

6、定 律、反射定律、折射律、反射定律、折射定律和面镜、透镜成象规律。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白光通过棱镜的实 验，提出了光谱、光强、颜色等验，提出了光谱、光强、颜色等概念，观察并研究了牛顿环。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琼森和李普塞：发明并制造了世界上第一台。D、冯特纳：发明并制造了世界上第一台冯特纳：发明并制造了世界上第一台。粒子：Paticle波（wave）Optics：建立了光的波动理论，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

7、克尔逊干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涉仪否定了“以太以太”的存在；提出并证实了光的本质就是电磁波的存在；提出并证实了光的本质就是电磁波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。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。A、惠更斯：光的波动理论的创

8、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。Optics：黑体辐射问题：黑体辐射问题：普朗克普朗克(1858-1947)(1858-1947)解释光电效应：解释光电效应：爱因斯坦爱因斯坦(1879-1955)(1879-1955)德布罗意德布罗意提出物质波假说，戴维孙与革末的电提出物质波假说，戴维孙与革末的电子衍射实验证实电子具有波动性子衍射实验证实电子具有波动性光与光与实物粒子一样实物粒子一样具有波具有波（WaveWave）、粒）、粒（Particle）二象性二象性X X射线散射实验：射线散射实验：康普顿康普顿(1892-19

9、62)发现经典电磁理论在研究光与物质的相互作用时的缺点，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，建立了光的量子理论，园园满解释了黑体辐射、光电效应和满解释了黑体辐射、光电效应和康普顿效应康普顿效应现象；提出了光的波粒二象性。现象；提出了光的波粒二象性。Optics：自自19601960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OpticsEinsteinEins

10、teinFabryFabry-Perot-PerotCavityCavityAmpifyingAmpifying medium mediumSolid LaserPowerDistributionSemiconductorLaserTelecom-municationsOutputDye LaserOptical Optical pumpingpumpingInformation technologyI s o t o p i c separationFusionImagingAnalysisCivil engineeringGeneral publicSurgerySpectroscopyT

11、unableOther absorber lasersShort pulsesFrequency conversionOptical computingNonlinear opticsShort pulsesPowerPower outputMonochromatic guideGas LaserOpticsOptics310量子光学量子光学波动光学波动光学几何光学几何光学390nm760nmOptics：光学基础学科技术学科光学工程OpticsOptics光学工程结束语 传承辟新 寻优勇进 主主 要要 参参 考考 书书赵凯华、钟锡华赵凯华、钟锡华光学光学上下册上下册(北大北大)钟锡华钟锡华现代光学基础现代光学基础（北大）（北大）郭永康、鲍培谛郭永康、鲍培谛基础光学基础光学(四川大学四川大学)郭光灿、庄象萱郭光灿、庄象萱光学光学(高教社高教社)章志鸣、沈元华、陈惠芬章志鸣、沈元华、陈惠芬光学光学(高教社高教社)母国光、战元令母国光、战元令光学光学(人民教育社人民教育社)E.赫克特；赫克特；A.赞斯赞斯光学光学上下册上下册(高教社高教社)Optics