物理光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)導(dǎo)論

1、光I. I. 光學(xué)的研究對象和特點光學(xué)的研究對象和特點II.II. 光的本性的歷史研究光的本性的歷史研究III.III. 現(xiàn)代光學(xué)現(xiàn)代光學(xué)IV.IV. 光子學(xué)光子學(xué)光學(xué)的研究對象和特點光學(xué)的研究對象和特點I. I. 費馬定理費馬定理 透明均勻介質(zhì)中傳播透明均勻介質(zhì)中傳播: :反射反射 折射折射 直線直線II.II. 干涉干涉 衍射衍射 偏振偏振 III.III. 介質(zhì)對光的吸收介質(zhì)對光的吸收 色散色散 散射散射 光的量子性光的量子性光子光子光的本性光的本性 17世紀世紀Refracting Telescope 折射望遠鏡折射望遠鏡Galilean Telescope 伽利略望遠鏡伽利略望遠鏡K

2、eplerian Telescope 開普勒望遠鏡開普勒望遠鏡光的本性光的本性 17世紀世紀Willebrord Snell 威理博威理博司乃耳司乃耳 光的折射定律光的折射定律Ren Descartes 勒內(nèi)勒內(nèi) 笛卡兒笛卡兒光的本性光的本性 17世紀世紀Isaac Newton伊薩克伊薩克 牛頓牛頓白光的三棱鏡色散實驗白光的三棱鏡色散實驗反射型望遠鏡的研制反射型望遠鏡的研制牛頓環(huán)牛頓環(huán)光的粒子學(xué)說光的粒子學(xué)說 (Particle Theory)(Particle Theory)光的本性光的本性 17世紀世紀Christiaan Huygens克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯惠更斯光的波動學(xué)說光的波

3、動學(xué)說 ( (Wave Theory) )惠更斯原理惠更斯原理晶體雙折射效應(yīng)晶體雙折射效應(yīng)光的本性光的本性 19世紀世紀Thomas Young 托馬斯托馬斯 楊楊楊氏雙縫實驗楊氏雙縫實驗干涉原理干涉原理生理光學(xué)生理光學(xué) (Physiological Optics)創(chuàng)始人創(chuàng)始人光的本性光的本性 19世紀世紀Augustin-Jean Fresnel 奧古斯丁奧古斯丁讓讓菲涅菲涅耳耳雙棱鏡干涉實驗雙棱鏡干涉實驗惠更斯惠更斯- -菲涅爾原理菲涅爾原理菲涅爾衍射菲涅爾衍射菲涅爾方程菲涅爾方程- -詮釋反射詮釋反射與折射現(xiàn)象與折射現(xiàn)象光的本性光的本性 19世紀世紀James Clerk Maxwell

4、詹姆斯詹姆斯克拉克克拉克麥克斯韋麥克斯韋光的電磁學(xué)說tEJBtBEBE00000光的本性光的本性 19世紀世紀 Albert Abraham Michelson阿爾伯特阿爾伯特亞伯拉罕亞伯拉罕邁克耳孫邁克耳孫邁克耳孫邁克耳孫- -莫雷實驗：莫雷實驗：以太的不存在以太的不存在光學(xué)干涉儀光學(xué)干涉儀光速的測量光速的測量光的本性光的本性 20世紀世紀 Albert Einstein阿爾伯特阿爾伯特愛因斯坦愛因斯坦光電效應(yīng)光電效應(yīng)光子光子光量子化光量子化光的波粒二象性光的波粒二象性相對論原理相對論原理現(xiàn)代光學(xué)現(xiàn)代光學(xué) 激光激光 LASERLight Amplification by Stimulated

5、 Emission of RadiationCharles Hard Townes查爾斯查爾斯哈德哈德湯斯湯斯現(xiàn)代光學(xué)現(xiàn)代光學(xué) 激光激光Theodore Harold Maiman梅曼梅曼世界上第一臺世界上第一臺 紅寶石激光器紅寶石激光器現(xiàn)代光學(xué)現(xiàn)代光學(xué) 信息光學(xué)信息光學(xué) 數(shù)學(xué)、電子學(xué)、通信、激光數(shù)學(xué)、電子學(xué)、通信、激光非線性光學(xué)非線性光學(xué) 激光科學(xué)技術(shù)激光科學(xué)技術(shù) 超快光譜學(xué)超快光譜學(xué) 皮秒、飛秒、阿秒超短脈沖皮秒、飛秒、阿秒超短脈沖導(dǎo)波光學(xué)導(dǎo)波光學(xué) 高錕，諾貝爾物理學(xué)獎，光纖通信高錕，諾貝爾物理學(xué)獎，光纖通信 。光子學(xué)光子學(xué)Photonics闡述光子與物質(zhì)相互作用中涉及的能量交闡述光子與物

6、質(zhì)相互作用中涉及的能量交換，而獲得物質(zhì)的微觀信息的研究與應(yīng)用換，而獲得物質(zhì)的微觀信息的研究與應(yīng)用.光量子信息科學(xué)光量子信息科學(xué)-量子計算量子計算機、量子通信、量子加密機、量子通信、量子加密量子通信：量子通信：利用了光子等粒子的量子利用了光子等粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)信息的安全、糾纏原理實現(xiàn)信息的安全、完整的傳遞。完整的傳遞。光子學(xué)光子學(xué)生物醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué) 太赫茲光子學(xué)太赫茲光子學(xué) (Terahertz Photonics)光子學(xué)光子學(xué)生物傳感生物傳感 太赫茲光子太赫茲光子 光子學(xué)光子學(xué)光子晶體光纖光子晶體光纖 (Photonic Crystal Fiber)隕石隕石- -俄羅斯俄羅斯日冕雨NASA的太陽動力學(xué)天文臺極紫外儀拍攝，觀測時每12秒形成一幀圖像，視頻播放的速度為每30秒一幀，拍攝時 間為美國東部時間2012年7月19日。好奇號獲得巖石樣本好奇號獲得巖石樣本Example of a Spectrum from Curiositys ChemCam InstrumentThis image provides an example of the type of data collected by the Chemistry and Camera (ChemCam) instrument on the MarsNASA超