光学测量技术-天津大学研究生e-Learning平台.PDFVIP

第五讲 光学测量技术 第五讲 光学测量技术 汪洋 汪洋 1、光学基础和激光原理 1、光学基础和激光原理 2、高速摄影和CCD应用 2、高速摄影和CCD应用 3、全息技术和激光诱导荧光法(LIF) 3、全息技术和激光诱导荧光法(LIF) 4 、激光多普勒测速（LDA）和激光粒子测 4 、激光多普勒测速（LDA）和激光粒子测 速（PIV) 速（PIV) 第一讲 第一讲 光学基础和激光原理 光学基础和激光原理 一、光的性质 一、光的性质 二、几何光学基础 二、几何光学基础 三、激光原理 三、激光原理 光的性质 1、光的性质 1、光的性质  牛顿光的粒子说  牛顿光的粒子说  惠更斯的波动说  惠更斯的波动说  赫兹的电磁说  赫兹的电磁说  爱因斯坦的光量子理论  爱因斯坦的光量子理论 光的性质 （1）牛顿的光粒子学说 （1）牛顿的光粒子学说  十七世纪，牛顿根据光的直线传播现象，提  十七世纪，牛顿根据光的直线传播现象，提 出光是微粒流，在真空或透明介质中由于惯 出光是微粒流，在真空或透明介质中由于惯 性作直线运动 性作直线运动 牛顿的粒子说可以解释光的直线传播、以 牛顿的粒子说可以解释光的直线传播、以 及不同介质之间的折射、反射规律，但是无 及不同介质之间的折射、反射规律，但是无 法解释随后发现的衍射和干涉现象 法解释随后发现的衍射和干涉现象 光的性质 2、惠更斯的波动学说 2、惠更斯的波动学说  在同一时期，惠更斯提出了波动学说，认为  在同一时期，惠更斯提出了波动学说，认为 光是某种振动，通过介质的弹性联系，以波 光是某种振动，通过介质的弹性联系，以波 的形式向周围传播 的形式向周围传播 波动学说能解释光的衍射、干涉和偏振现 波动学说能解释光的衍射、干涉和偏振现 象，但是需要假设空间中存在一种密度极大 象，但是需要假设空间中存在一种密度极大 的传递介质，当时癔造了一种物质“ 以太”，但 的传递介质，当时癔造了一种物质“ 以太”，但 始终无法证实。 始终无法证实。 光的性质 3、麦克斯韦的电磁说 3、麦克斯韦的电磁说 1865年，麦克斯韦在电磁理论研究中指出， 1865年，麦克斯韦在电磁理论研究中指出， 光是一种电磁现象，光波的本质是一种电磁 光是一种电磁现象，光波的本质是一种电磁 波。 波。 电磁波学说很好地解决了光需要“ 以太”才能 电磁波学说很好地解决了光需要“ 以太”才能 传播的缺陷，但是： 传播的缺陷，但是：  无法解释黑体辐射能量随波长的分布规律，  无法解释黑体辐射能量随波长的分布规律， “紫外线灾难” “紫外线灾难”  无法解释1887年赫兹发现的光电效应  无法解释1887年赫兹发现的光电效应 光的性质 4 、爱因斯坦的光量子理论 4 、爱因斯坦的光量子理论  1900年普朗克提出了辐射量子理论，成功地  1900年普朗克提出了辐射量子理论，成功地 解释了黑体