1、Jianping Ding1光學(xué) 授課： 丁劍平 參考書(shū)籍：1. E Hecht，A.Zajac “Optics” （有中譯本）2. F.A.Jenkins，“Fundamentals of Optics”（有中譯本） 3. F.L.Pedrotti，“Introduction to Optics” 4. M.Born, E.Wolf “Principle of Optics” （有中譯本） 5. 趙凱華，鐘錫華 “光學(xué)” 6. 章志鳴，“光學(xué)” 7. 葉玉堂 等，“光學(xué)教程” 8. 吳強(qiáng) 等，“光學(xué)” 教材: 高文 琦 等編 助教：陳卓 陳玲Jianping Ding2第一章第一章 導(dǎo)論導(dǎo)論

2、1-1 光學(xué)簡(jiǎn)史光學(xué)簡(jiǎn)史 n 周朝的金燧取火（公元前1000年）古代光學(xué)公元前-16世紀(jì)宏觀光學(xué)現(xiàn)象的宏觀光學(xué)現(xiàn)象的直觀認(rèn)識(shí)直觀認(rèn)識(shí)n 古埃及金字塔出土的平面鏡（公元前1000年）n墨經(jīng)中的光線(xiàn)傳播，平面鏡、凹面鏡、 凸面鏡的成像（公元前400年）；n Euclid 的反射光學(xué)（公元前400年）；n 南宋沈括夢(mèng)溪筆談中，針孔成像、球面鏡成像、虹霓等光學(xué)現(xiàn)象的描述。Jianping Ding3古希臘人對(duì)視覺(jué)的認(rèn)識(shí)Jianping Ding42. 經(jīng)典光學(xué)經(jīng)典光學(xué)17世紀(jì)世紀(jì)-19世紀(jì)世紀(jì) n Leeuwenhoek 顯微鏡用于生物細(xì)胞觀察（1673） Romer根據(jù)木星的月蝕測(cè)出光速有限（214

3、000km/s） （1676） Huggens的波動(dòng)學(xué)說(shuō)（1678）n Galilei 望遠(yuǎn)鏡（1610年），發(fā)現(xiàn)土星光環(huán)n Kepler望遠(yuǎn)鏡用于天體觀測(cè)（1611），Kepler三定律n Snell的折射定律（1621年）n Fermat原理: “光沿時(shí)間最短的路徑傳播”（1657)n Newton的微粒學(xué)說(shuō)、色散實(shí)驗(yàn)（1666年）Jianping Ding5n Maxwell的電磁波理論(1873)、光速 Michelson 干涉實(shí)驗(yàn)（1887）； 001c19世紀(jì)末確立了光的波動(dòng)理論的統(tǒng)治地位。世紀(jì)末確立了光的波動(dòng)理論的統(tǒng)治地位。 n Young的干涉實(shí)驗(yàn)（1801）；n Fresne

4、l的波動(dòng)理論（1814）、反射折射能量定律（1832）n Fizeau用旋轉(zhuǎn)齒輪測(cè)光速（315300km/s）（1849）n Foucault測(cè)出水中光速比空氣中光速?。?850），與微粒學(xué)說(shuō)矛盾，與波動(dòng)說(shuō)吻合。Jianping Ding63.近現(xiàn)代光學(xué)1900- 量子論（1900）； Einstein 發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)（1905）； de Broglie 的物質(zhì)波理論（1924）； Born 的波粒二像性理論（1925）； 激光器的誕生（1960）； Quantum Optics（量子光學(xué)）； Nonlinear Optics（非線(xiàn)性光學(xué)）； Integrated Optics（集成光學(xué)）； O

5、ptical Communication（光通信）； Holography（全息學(xué)）； Photonics（光子學(xué)）； .現(xiàn)代光學(xué)的分支和技術(shù)Jianping Ding7光子學(xué)光子學(xué)1-2 光學(xué)的研究?jī)?nèi)容及分類(lèi)內(nèi)容內(nèi)容： 光的傳播光的傳播-反射、折射、衍射、干涉、偏振等；與物質(zhì)的相互作用與物質(zhì)的相互作用-色散、散射、光電效應(yīng)等分類(lèi)：分類(lèi)： 非線(xiàn)性光學(xué)非線(xiàn)性光學(xué)幾何光學(xué)幾何光學(xué)Jianping Ding8幾何光學(xué)幾何光學(xué)光子學(xué)光子學(xué)非線(xiàn)性光學(xué)非線(xiàn)性光學(xué)幾何光學(xué)、波動(dòng)光學(xué) - 研究光的傳播；非線(xiàn)性光學(xué)- 研究光與物質(zhì)作用理論； 電磁光學(xué)- 基于Maxwell 方程光子學(xué)- 基于量子論； 本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容Jianping Ding91v 介質(zhì)中的速度： 真空中的速度： smc/109979. 21800 折射率的定義： vcn 例如-空氣：1.00029;水：1.33;玻璃 1.51-3 光的基本特性 (1) 光的傳播行為 Jianping Ding10圖示：正常色散曲線(xiàn) 折射率折射率 n 還與波長(zhǎng)有關(guān): 色散現(xiàn)象 nn 三棱鏡的色散Jianping Ding11(2) 光的振動(dòng)特性光具有偏振現(xiàn)象光波是橫波光的振動(dòng)方向與傳播方向垂直(3) 光譜特性 電磁波的頻率范圍很廣, 不同波長(zhǎng)的電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)有顯著不同的