光的基本概念共25张PPT目录•光的本质与特性•光源及光的发射•光的传播与干涉•光的衍射与散射•偏振与色散现象•现代光学技术与应用光的本质与特性0101光是一种电磁波光具有波动性质，可以在真空中传播，速度恒定。02光的干涉和衍射光波在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会发生干涉和衍射现象，证明光具有波动性。03光的偏振光波是横波，具有偏振性质，可以通过偏振片进行检验。光的波动性质010203光电效应、康普顿效应等现象表明光具有粒子性。光的粒子性表现光子的能量与频率成正比，E=hν，其中E为光子能量，h为普朗克常数，ν为光频率。光的能量子光子具有动量，可以与物质发生相互作用，产生力的作用。光的动量光的粒子性质物质吸收光子后，能量增加，可能引发化学反应或电子跃迁等。光的吸收光的反射和折射光的散射光在物质表面发生反射和折射，遵循反射定律和折射定律。光通过物质时，与物质中的粒子发生相互作用，改变传播方向，产生散射现象。030201光与物质相互作用光源及光的发射02如太阳、恒星等，发光原理是热辐射。自然光源如白炽灯、荧光灯、LED等，发光原理包括电致发光、化学发光等。人造光源包括光通量、光强、照度、色温、显色指数等。光源特性参数光源类型及特点黑体是一种理想化的物体，能完全吸收所有波长的电磁波而不反射或透射。黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射，其光谱分布只与温度有关。描述了黑体辐射的光谱分布，是量子力学的基础之一。该公式揭示了黑体辐射的能量按波长分布，并与温度密切相关。黑体辐射与普朗克公式普朗克公式黑体辐射激光产生原理通过受激辐射实现光放大。在激光器中，工作物质在泵浦源的作用下被激发到高能级，当高能级上的粒子数大于低能级上的粒子数时，形成粒子数反转，从而实现受激辐射的光放大。激光特性方向性好、亮度高、单色性好、相干性好。激光应用包括激光加工、激光通信、激光雷达、激光医疗等领域。例如，在激光加工中，利用高能量密度的激光束对材料进行切割、焊接、打孔等；在激光通信中，利用激光作为信息载体进行远距离、高速率的信息传输。激光原理及应用光的传播与干涉03光在同种均匀介质中沿直线传播，形成影和像。光的直线传播光遇到不同介质界面时，遵循反射定律发生反射，形成虚像。光的反射光从一种介质斜射入另一种介质时，遵循折射定律发生折射，形成实像。光的折射几何光学基本原理波动光学基本原理光的波动性光具有波动性质，包括振幅、频率、波长等特征参数。光的叠加原理当两束或多束光波在空间某一点相遇时，它们的光矢量遵循叠加原理进行合成。光的干涉现象当两束相干光波在空间某一点叠加时，由于光程差的存在，会产生明暗相间的干涉条纹。通过双缝装置产生的干涉现象，验证了光的波动性。双缝干涉光在薄膜上下表面反射后产生的干涉现象，如肥皂泡、牛顿环等。薄膜干涉利用分振幅法产生双光束干涉的精密测量仪器，可用于测量长度、折射率等物理量。迈克耳孙干涉仪利用干涉原理进行长度、角度、折射率等物理量的高精度测量，如激光干涉测长、斐索干涉测折射率等。干涉在光学测量中的应用干涉现象及应用实例光的衍射与散射04光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播的现象。衍射现象根据障碍物或小孔的尺寸与光波长的关系，可分为明显衍射和菲涅尔衍射。分类当障碍物或小孔的尺寸与光波长相当或更小时，光的衍射现象非常明显，如单缝衍射、圆孔衍射等。明显衍射当障碍物或小孔的尺寸远大于光波长时，光的衍射现象遵循菲涅尔原理，如双缝干涉、多缝干涉等。菲涅尔衍射衍射现象及分类散射现象光在传播过程中遇到不均匀介质时，偏离直线传播的现象。分类根据散射机制的不同，可分为弹性散射和非弹性散射。弹性散射光与介质中的粒子发生弹性碰撞，光的频率不变，如瑞利散射、米氏散射等。非弹性散射光与介质中的粒子发生非弹性碰撞，光的频率发生变化，如拉曼散射、布里渊散射等。散射现象及分类01020304光在大气中传播时，由于大气密度的不均匀性导致光的折射现象，如日出日落时的红光、星光闪烁等。大气折射大气中的气体分子、气溶胶粒子等对光的散射作用，导致天空呈现蓝色、日出日落时...
