[理學(xué)]工程光學(xué)20xx第一章f緒論及幾何光學(xué)原理xin(已修改)
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【正文】 2022/4/13 1 工程光學(xué) 主講人： 王建生 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院 博學(xué) 求真 惟恒 創(chuàng)新 2022/4/13 2 緒 論 ▲ 研究?jī)?nèi)容 光的發(fā)射、傳播、本性和光與其它物質(zhì)相互作用的規(guī)律。 ２、光和物質(zhì)的相互作用，包括吸收、散射、色散、光的機(jī)械作用、光的熱效應(yīng)、光的電效應(yīng)、光的化學(xué)效應(yīng)、光的生理效應(yīng)等。 ▲ 研究方法 觀察和實(shí)驗(yàn) 提出假設(shè)，形成理論 分析、抽象、綜合 接受實(shí)踐檢驗(yàn)、完善理論 內(nèi)容可分為：幾何光學(xué)（應(yīng)用光學(xué)）和（物理光學(xué)）、波動(dòng)光學(xué)、量子光學(xué)、現(xiàn)代光學(xué) ）。 2022/4/13 3 光學(xué) 幾何光學(xué) 波動(dòng)光學(xué) 量子光學(xué) 以光的直線傳播為基礎(chǔ)，研究光在透明介質(zhì)中的傳播問(wèn)題。 以光的波動(dòng)性質(zhì)為基礎(chǔ)，研究光的傳播及其規(guī)律問(wèn)題。 以光和物質(zhì)相互作用時(shí)顯示的粒子性為基礎(chǔ)來(lái)研究光學(xué)問(wèn)題。 (geometrical optics) (wave optics) (quantum optics) 2022/4/13 4 ▲ 光學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 ? 1. 1600年前后，幾何光學(xué)的基礎(chǔ)初步奠定時(shí)期（萌芽時(shí)期） 主要成就： 2022/4/13 5 2. 制成平面鏡 球面鏡 凸透鏡，并研究了成像規(guī)律。 ，反射，折射現(xiàn)象的定量描述。 2022/4/13 6 ，透鏡的組合，為制造光學(xué)儀器奠定了基礎(chǔ) （曲燈，蠟燭） 7. 開(kāi)始對(duì)光的本性進(jìn)行探索 2022/4/13 7 2. 1600年 ~1820年，快速發(fā)展時(shí)期 （ 1）制成了復(fù)式顯微鏡，促進(jìn)了生物學(xué) 醫(yī)學(xué)發(fā)展 （ 2）多樣式望遠(yuǎn)鏡，為天體研究及牛頓力學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ) （ 3）形成了幾何光學(xué)的基本定律（開(kāi)普勒，菲涅爾，費(fèi)馬定律 2022/4/13 8 （ 4）光的本性的兩種學(xué)說(shuō) — 波動(dòng)說(shuō)，微粒說(shuō) （ 5）觀察到干涉，衍射現(xiàn)象 （ 6）首次測(cè)得光速 2022/4/13 9 3. 1800~1900年，加速發(fā)展時(shí)期 （ 1）干涉，衍射實(shí)驗(yàn)成功 （ 2）偏振現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 橫波 （ 3）光的電磁理論創(chuàng)立 （ 4）光譜學(xué) 照相術(shù) 電影業(yè)得到很大發(fā)展 2022/4/13 10 ，現(xiàn)代光學(xué)發(fā)展時(shí)期 二十世紀(jì)六十年代，激光問(wèn)世。 傅立葉光學(xué) 薄膜光學(xué) 集成光學(xué) 纖維光學(xué) 全息光學(xué) 紅外與微光技術(shù) 等等 …… 2022/4/13 11 車身模型數(shù)字化系統(tǒng) 2022/4/13 12 農(nóng)業(yè) ：收割、除草、葉面與果實(shí)的檢測(cè) 葉面積儀 2022/4/13 13 軍事：望遠(yuǎn)鏡、夜視儀、導(dǎo)彈制導(dǎo)、激光測(cè)距、無(wú)人駕駛偵探機(jī)、平視顯示器等等 紅外偵察 2022/4/13 14 激光制導(dǎo) 2022/4/13 15 潛望鏡 2022/4/13 16 紅外雷達(dá)和平視顯示器 2022/4/13 17 醫(yī)學(xué)： CT、 胃鏡、虹膜檢測(cè)、生物檢測(cè) 通信：光纜通訊 航天：資源勘探、星際探索 哈勃號(hào)太空望遠(yuǎn)鏡是被送入軌道的口徑最大的望遠(yuǎn)鏡。總長(zhǎng)，鏡筒直徑 ，主鏡直徑 ，連外殼孔徑則為 3米，全重 日用：掃描儀、光碟、照相機(jī) 2022/4/13 18 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 2022/4/13 19 “ 哈勃 ”太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的獅子座 “ NGC 3370”螺旋星系的照片 2022/4/13 20 哈勃望遠(yuǎn)鏡 2022年5月到 12月拍攝到的太空神秘發(fā)光星體圖片 2022/4/13 21 人們還在不斷研究光的應(yīng)用領(lǐng)域 宇宙1號(hào)太陽(yáng)帆 宇宙 1號(hào)的太陽(yáng)帆面積為 ，由光壓獲得的推力為 255克。如果太陽(yáng)帆的直徑增至 300米，其面積則為70686平方米，由光壓獲得的推力即為 噸。根據(jù)理論計(jì)算，這一推力可使重約 噸的航天器在 200多天內(nèi)飛抵火星 2022/4/13 22 應(yīng)該指出的是，人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)未完結(jié)，對(duì)光的本性、傳播規(guī)律以及光與物質(zhì)相互作用的研究還在不斷繼續(xù)。 2022/4/13 23 ▲ 工程光學(xué)的研究?jī)?nèi)容 該課程的任務(wù)，就是利用光學(xué)的基本理論，設(shè)計(jì)和研究各種測(cè)試用的計(jì)量?jī)x器。 ▲ 工程光學(xué)的學(xué)習(xí)方法 2. 學(xué)習(xí)理論回到實(shí)踐 2022/4/13 24 本課程的主要參考資料 ? 《 工程光學(xué) 》 ，郁道銀，談恒英編 .機(jī)械工業(yè)出版社 . ? 《 工程光學(xué) 》 李湘寧 主編
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