什么是物理光学

‘壹’ 物理光学和应用光学有什么区别

物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。主要是理论研究。
应用光学是光学工程、测控技术与仪器和电子科学与技术等专业的技术基础课。它主要是讲解几何光学、典型光学仪器原理、光度学、色度学、光纤光学系统、激光光学系统及红外光学系统等的基础理论和方法。主要用于工程实践应用研究。

‘贰’ 什么是光学

我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。
几何光学
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，它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。
物理光学
是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。
量子光学
英文名称：quantum optics 量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。1900年普朗克在研究黑体辐射时，为了从理论上推导出得到的与实际相符甚好的经验公式，他大胆地提出了与经典概念迥然不同的假设，即“组成黑体的振子的能量不能连续变化，只能取一份份的分立值”。 1905年，爱因斯坦在研究光电效应时推广了普朗克的上述量子论，进而提出了光子的概念。他认为光能并不像电磁波理论所描述的那样分布在波阵面上，而是集中在所谓光子的微粒上。在光电效应中，当光子照射到金属表面时，一次为金属中的电子全部吸收，而无需电磁理论所预计的那种累积能量的时间，电子把这能量的一部分用于克服金属表面对它的吸力即作逸出功，余下的就变成电子离开金属表面后的动能。 这种从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。 光的这种既表现出波动性又具有粒子性的现象既为光的波粒二象性。后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了：非但光有这种两重性，世界的所有物质，包括电子、质子、中子和原子以及所有的宏观事物，也都有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。

‘叁’ 物理光学的知识

1、光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射
理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射
2、光的折射规律
光从空气斜射入水或其他介抽中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。
理解：折射规律分三点：（1）三线一面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角
3、在光的折射中光路是可逆的
4、透镜及分类
透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。
分类：凸透镜：边缘薄，中央厚
凹透镜：边缘厚，中央薄
5、主光轴，光心、焦点、焦距
主光轴：通过两个球心的直线
光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。（透镜中心可认为是光心）
焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示
虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。
焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。
每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。如图

6、透镜对光的作用
凸透镜：对光起会聚作用（如图）
凹透镜：对光起发散作用（如图）

7、凸透镜成像规律
物 距
（u） 成像
大小 像的
虚实 像物位置 像 距
( v ) 应 用
u > 2f 缩小 实像 透镜两侧 f < v <2f 照相机
u = 2f 等大 实像 透镜两侧 v = 2f
f < u <2f 放大 实像 透镜两侧 v > 2f 幻灯机
u = f 不 成 像
u < f 放大 虚像 透镜同侧 v > u 放大镜
凸透镜成像规律口决记忆法
口决一：
“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧倒，物运像变小”
口决二：
三物距、三界限，成像随着物距变；
物远实像小而近，物近实像大而远。
如果物放焦点内，正立放大虚像现；
幻灯放像像好大，物处一焦二焦间；
相机缩你小不点，物处二倍焦距远。
口决三：
凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；
二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；
若是物放焦点内，像物同侧虚像大；
一条规律记在心，物近像远像变大。
8、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。
9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

‘肆’ 物理光学知识点是什么

1、光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

2、光的传播不需要介质，真空中的光速C=3×108m/s。

3、光的直线传播的现象：影子，日食，月食。

4、光的直线传播的应用：激光引导掘进方向，射击瞄准，小孔成像。

5、光的反射定律：

(1)反射光线，入射光线，法线在同一平面内；

(2)反射光线，入射光线分居法线两侧；

(3)反射角等于入射角；

(4)在反射现象中，光路是可逆的。

6、光的反射分镜面反射和漫反射两类

7、平面镜成像特点：像与物体大小相同；像与物体到平面镜的距离相等；平面镜所成像的是虚像。

8、光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线向法线方向偏折；在光的折射现象中，光路是可逆的。（另：光从一种介质垂直射入另一种介质中时，传播方向不变。）

9、光的色散：白光是由红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫七种色光组成的。

10、色光的三原色：红，绿，蓝

11、透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

12、凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

13、凸透镜成像规律及应用：

(1)当u>2f时，成倒立，缩小的实像（照相机原理）；

(2)当f<U<2F时，成倒立，放大的实像（投影仪原理）；

(3)当u<F时，成正立，放大的虚像（放大镜原理）；

另：当u=2f时成倒立，等大的实像；（可用来测焦距）当u=f时无法成像。

14、看不见的光：

红外线：主要作用是热作用――红外线烤箱，电视遥控。

15、一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小；物近像远像变大，物远像近像变小。

16、老年人戴的老花镜是凸透镜，近视眼患者戴的近视眼镜是凹透镜。

‘伍’ 物理光学讲些什么用什么用

光的物理特性及相应仪器装置的结构、原理，主要有光的干涉、衍射偏振！许多精密检测仪器都是利用干涉原理工作的！

‘陆’ 物理光学

摘要 折射定律由荷兰数学家斯涅尔发现，是在光的折射现象中，确定折射光线方向的定律。当光由第一媒质（折射率为n1）射入第二媒质（折射率n2）时，在平滑界面上，部分光由第一媒质进入第二媒质后即发生折射。

‘柒’ 高考物理光学必考知识点

物理知识点一、光源

1．定义：能够自行发光的物体．

2．特点：光源具有能量且能将其它形式的能量转化为光能，光在介质中传播就是能量的传播．
物理知识点二、光的直线传播

1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C＝3³108m/s； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<C。

2．本影和半影

（l）影：影是自光源发出并与投影物体表面相切的光线在背光面的后方围成的区域．

（2）本影：发光面较小的光源在投影物体后形成的光线完全不能到达的区域．

（3）半影：发光面较大的光源在投影物体后形成的只有部分光线照射的区域．

（4）日食和月食：人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延伸区域（即“伪本影”）能看到日环食．当地球的本影部分或全部将月球反光面遮住，便分别能看到月偏食和月全食．
物理知识点三、光的反射

1.反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上再返回原介质的现象．

2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，且反射光线和人射光线分居法线两侧，反射角等于入射角．

3．分类：光滑平面上的反射现象叫做镜面反射。发生在粗糙平面上的反射现象叫做漫反射。镜面反射和漫反射都遵循反射定律．

4．光路可逆原理：所有几何光学中的光现象，光路都是可逆的．

‘捌’ 物理光学知识点

1.光在同种均匀介质中是沿直线传播的;

2.光的传播不需要介质，真空中的光速C=3×108m/s。

3.光的直线传播的现象：影子、日食、月食。

4.光的直线传播的应用：激光引导掘进方向、射击瞄准、小孔成像。

5.光的反射定律：

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内;

(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;

(3)反射角等于入射角;

(4)在反射现象中，光路是可逆的。

6.光的反射分镜面反射和漫反射两类

7.平面镜成像特点：像与物体大小相同;像与物体到平面镜的距离相等;平面镜所成像的是虚像。

8.光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线向法线方向偏折;在光的折射现象中，光路是可逆的。(另：光从一种介质垂直射入另一种介质中时，传播方向不变。)

9.光的色散：白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。

10.色光的三原色：红、绿、蓝

11.透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

12.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

‘玖’ 高中物理光学学的都是什么

几何光学：主要是光的折射、全反射、色散
物理光学：光的干涉、衍射、电磁波、光电效应、波粒二象性

‘拾’ 物理光学和应用光学有什么区别

区别：

1、性质不同

物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象，它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。主要是理论研究。

应用光学它主要是讲解几何光学、典型光学仪器原理、光度学、色度学、光纤光学系统、激光光学系统及红外光学系统等的基础理论和方法。主要用于工程实践应用研究。

2、应用不同

应用光学它的应用主要是几何光学和波动光学。随着光学学科的飞速发展，如激光的出现及其广泛的应用，光纤通信和光电子成像技术的发展

物理光学的应用主要涉及衍射和干涉定律，在分析问题的时候把光束作为一个整体（主要看波前），然后利用衍射干涉定律来建立模型。

(10)什么是物理光学扩展阅读

1、物理光学是光学的一个分支，研究的是光的基本特性、传播规律和光与其他物质之间的相互作用。其中的干涉、衍射、偏振现象是以几何光学无法解释的。

是建立在惠更斯原理之上，可以建立复波前（包括振幅与相位）通过光学系统的模型。这一技术能够利用计算机数值仿真模拟或计算衍射、干涉、偏振特性、像差 等各种复杂光学现象。由于仍然有所近似，因此物理光学不能像电磁波理论模型那样能够全面描述光传播。

对于大多数实际问题来说，完整电磁波理论模型计算量太大，在现在的一般计算机硬件条件下并不十分实用，但小尺度的问题可以使用完整波动模型进行计算。

2、应用光学包括几何光学、典型光学系统和像差理论三大部分。几何光学部分以高斯光学理论为核心内容，包括光线光学的基本概念与成像理论、球面和平面光学系统及其成像原理、理想光学系统原理、光能和光束限制等基础内容。

典型光学系统部分包括眼睛、显微镜与照明系统、望远镜与转像系统、摄影光学系统和投影光学系统等成像原理、光束限制、放大倍率及其外形尺寸计算。

像差理论详细叙述了光学系统的轴上点像差、轴外点像差和色差的形成原因、概念、现象、基本计算、典型结构的像差特征和校正像差的基本方法。