中国科学技术大学：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）绪论（主讲：崔宏滨）

崔宏滨物理系凝聚态物理专 业 实验室:物理楼119室 Tel:3607624 Email:hbcui@ustc.edu.cn

崔宏滨 物理系凝聚态物理专 业 实验室：物理楼119室 Tel： 3607624 Email：hbcui@ustc.edu.cn

绪论 ◆细推物理须行乐,何用浮名绊此身? 杜甫《曲江二首》之 ◆人每时每刻都在呼吸着,所以并不觉得呼吸 是一种幸福。但如果不能呼吸了,将会怎样? 物理学对于我来说就像呼吸一样。 李政道

绪论  细推物理须行乐，何用浮名绊此身？  ——杜甫《曲江二首》之一   人每时每刻都在呼吸着，所以并不觉得呼吸 是一种幸福。但如果不能呼吸了，将会怎样？ 物理学对于我来说就像呼吸一样。  ——李政道

、关于物理学 ◆物理学是一门自然科学,我们反复学习、必 须学习。这是为什么? ◆说明物理学在我们的人生中是十分重要的 ◆物理学有多么重要? ◆难道是王婆卖瓜吗? ◆计算机有多么重要? ◆计算机是集合了最先进科技成果的产品

一、关于物理学  物理学是一门自然科学，我们反复学习、必 须学习。这是为什么？  说明物理学在我们的人生中是十分重要的。  物理学有多么重要？  难道是王婆卖瓜吗？  计算机有多么重要？  计算机是集合了最先进科技成果的产品

CPU 材料<半导体←量子力学 内存}<C 制备<光刻=LaeX-=量子力学 主板 磁盘<磁学 光盘 ∈光电子学(量子力学,固体物理学 CR7「扫描电子束←电磁学 荧光粉←固体物理学 显示器液晶<固体物理学 等离子<固体物理学 与其说是计算机改变了我们的社会,不如说 是量子力学,或者 Einstein改变了这一切

磁盘 光盘 显示器  磁学  光电子学      主板 内存 CPU IC    制备 材料 半导体  光刻  量子力学  Laser, X − ray 量子力学      等离子 液晶 CRT     荧光粉 扫描电子束 电磁学 固体物理学 固体物理学 固体物理学 量子力学，固体物理学 与其说是计算机改变了我们的社会，不如说 是量子力学，或者Einstein改变了这一切

物理学的研究方法 ◆1.物理学是一门实验科学 切结论都来自于实验,一切结论都要经过实验的 检验 ◆2.物理学的理论体系 《自然哲学的数学原理》, Newton著 物理学的研究对象——自然的原理。 物理学的理论体系—数学,用严格的数学理论阐 述、推导和研究物理学的规律。 可以说,物理学就是将自然界的原理用数学理 论加以阐述的科学体系

二．物理学的研究方法  1．物理学是一门实验科学 一切结论都来自于实验，一切结论都要经过实验的 检验。  2．物理学的理论体系 《自然哲学的数学原理》，Newton著 物理学的研究对象——自然的原理。 物理学的理论体系——数学，用严格的数学理论阐 述、推导和研究物理学的规律。 可以说，物理学就是将自然界的原理用数学理 论加以阐述的科学体系

◆3.物理模型 ◆为了概括对象的本质和特征,需要建立研究对象的 物理模型 ◆所谓模型,就是模拟真实的一种形象化的构型。 ◆从模型,可以得出新的结论。 ◆结论必须同实验结果进行对比,“自洽”。 ◆新模型的建立,标志着新理论的建立,模型被修正, 标志着物理学有了新的发展

 3．物理模型  为了概括对象的本质和特征，需要建立研究对象的 物理模型。  所谓模型，就是模拟真实的一种形象化的构型。  从模型，可以得出新的结论。  结论必须同实验结果进行对比，“自洽” 。  新模型的建立，标志着新理论的建立，模型被修正， 标志着物理学有了新的发展

三、光是什么? ◆察其言而观其行,方能知其人 ◆研究光的本质,必须从其现象开始。 ◆现象,则表现在光与物质的相互作用中。 ◆光在与不同物质的相互作用中,表现出不同 的性质。 ◆可以用不同的物理模型对光进行描述

三、光是什么？  察其言而观其行，方能知其人。  研究光的本质，必须从其现象开始。  现象，则表现在光与物质的相互作用中。  光在与不同物质的相互作用中，表现出不同 的性质。  可以用不同的物理模型对光进行描述

1、光的宏观表现 ◆传播定律:均匀介质中,光沿直线传播 ◆反射定律:t=i ◆折射定律: nine=n'sint 光线模型

1、光的宏观表现  传播定律：均匀介质中，光沿直线传播  反射定律：i’=i  折射定律：nsini=n ’sini’ 光线模型

2、光与小尺度物体的作用 ◆1801年,T. Young在光通过双孔的实验中, 首次观察到了光的干涉现象 1808年,Maus观察到了光的偏振现象,说 明光是横波 ◆1865年, Maxwel提出电磁波理论,后来证 实光是电磁波 光的电磁波模型

2、光与小尺度物体的作用  1801年，T．Young在光通过双孔的实验中， 首次观察到了光的干涉现象  1808年，Malus观察到了光的偏振现象，说 明光是横波  1865年，Maxwell提出电磁波理论，后来证 实光是电磁波 光的电磁波模型

3、在原子尺度上的表现 ◆“紫外灾难”,1900年由 Plank用量子假设解决 ◆1905年, Einstein用量子假设成功解释光电效应 ◆光具有波粒二象性,光量子模型。这也是一切量子 现象的基本属性 波:几率波 ◆粒:分立的能量子,E=h ◆与几何光学时期的波动性和粒子性根本不同

3、在原子尺度上的表现  “紫外灾难” ，1900年由Plank用量子假设解决。  1905年，Einstein用量子假设成功解释光电效应。  光具有波粒二象性，光量子模型。这也是一切量子 现象的基本属性。  波：几率波  粒：分立的能量子，E=hω  与几何光学时期的波动性和粒子性根本不同