11-0 光学的发展简史 物理光学 教学课件.pptVIP

一、光学的发展简史 * 科学家成功给光线打结 世界上最早的光学知识 中国的《墨经》 公元前400多年 叙述光的直线传播性和针孔成像 光学真正得到发展 ： 微粒说 （Corpuscles） 波动说（wave） 十七世纪 牛顿（1665） 惠更斯（1678） 光谱 牛顿环 光是一种微粒流 《光学》 创立了光的波动说 光的微粒说的反对者 十八世纪 《论光》 马吕斯 马吕斯定律 微粒说 波动说 十九世纪 波动光学初步形成 圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝干涉现象 托马斯·杨 菲涅耳（1818） 惠更斯-菲涅耳原理，用它可圆满地解释光的干涉和衍射现象 麦克斯韦（1864） 光是一种电磁波 光是一种在连续媒质(以太)中传播的机械波 赫兹（1888） 实验证实 爱因斯坦（1905） 运用量子论解释了光电效应 光是一粒粒运动着的光子（Photon）组成 光具有波粒二象性，一切的微观粒子都有波粒二象性 二十世纪 热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用证明了光的量子性。 由于激光的出现，古老的光学重新焕发青春，物理光学的各个领域都有突飞猛进的发展，一批新的分支学科相继建立起来如 薄膜光学，集成光学，非线性光学，傅立叶光学（光学信息处理、光学传递函数和全息术）等等 爱因斯坦研究辐射时指出，在一定条件下，如果能使受激辐射继续去激发其他粒子，造成连锁反应，雪崩似地获得放大效果，最后就可得到单色性极强的辐射，即激光。 1960年 梅曼用红宝石制成第一台可见光的激光器 光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波。 二、光学的中的诺贝尔奖 1、1907 迈克尔逊因测量光速 获诺贝尔物理学奖 2、1921 爱因斯坦因光电效应 获诺贝尔物理学奖 3、1953 泽尔尼克提出位相反衬观察法 获诺贝尔物理学奖 5、1971 伽柏提出波阵面再现原理 获诺贝尔物理学奖 4、1964 巴索夫前苏联物理学家，因对量子电子学的研究，导致微波激射器和激光器的发展，与普罗霍罗夫和美国的汤斯共获诺贝尔物理学奖。 6、1989 拉姆齐因发展了原子精确光谱学和发明了分离振荡场方法以及将其用于氢微波激射器和原子钟而获得诺贝尔物理学奖。 7、1997 朱棣文、 科昂-塔努吉、菲利普斯获得诺贝尔物理奖 发明用激光冷却和俘获原子的方法 。 8. 2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。 高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就，他获得物理学奖一半的奖金。高锟1933年出生于中国上海，曾任香港中文大学校长。 博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件——电荷耦合器件（CCD）图像传感器，分享了物理学奖另一半奖金。 三、光学的研究内容 是从几个由实验得来的基本原理出发，来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径。 几何光学 物理光学 研究光的基本属性，它的传播规律和它与物质之间的相互作用。 分为 波动光学 量子光学 从光的波动性出发研究光在传播过程中所发生的现象，即研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传播时所表现出的现象。 波动光学 量子光学 从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科 理论基础 理论基础 经典电动力学的麦克斯韦方程组 量子力学和量子电动力学 四、物理光学的应用 1、军事和国防 2、精密测量 3、通讯 4、医疗 5、信息处理 由此派生出很多交叉学科，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。 6、天文 南京理工大学与中国科学院南京天文光学技术研究所合作： 天文光学超分辨探测联合实验室 崔向群院士 浙江大学对 “光电信息工程专业课程设置与工业人才职业需求匹配度” 进行了研究。 研究中根据日本对工业界光学相关人才所需知识结构的调查，比较分析了工业界光学人才所需知识结构与浙江大学现有专业课程设置之间的匹配度。 与半导体、生物和汽车工业相并列，光学工业是日本的四大支柱产业之一，在日本整个经济中占有重要地位。学校的教育活动与企业对人才的需求是否相匹配? 为此，日本经济产业省组织了产业界人才知识结构需求与大学课程设置之间匹配程度的详细调查。 五、 物理光学在产业中的需求 众知，日本的数字相机、摄像机、平板显示、蓝光DVD、光通信器件等工业产品的性能均居世界前列。尽管各国的文化、政治制度有差异，但产业界的生产方式具有很大的相似性。国内许多光电公司，由于承担了大量向日本的出口任务，在生产管理方式方面，与日本的体系非常相近。日本光学工业界对人才知识结构的需