光(物理光學(xué))
1.物理光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
五、光的反射 1、光源：能夠發(fā)光的物體叫光源 2、光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的 大氣層是不均勻的，當(dāng)光從大氣層外射到地面時(shí)，光線發(fā)了了彎折 3、光速 光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同，真空中最快， 光在真空中的傳播速度：C = 3*108 m/s，在空氣中的速度接近于這個(gè)速度，水中的速度為3/4C，玻璃中為2/3C 4、光直線傳播的應(yīng)用 可解釋許多光學(xué)現(xiàn)象：激光準(zhǔn)直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光線 光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實(shí)際并不存在） 6、光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的交界面時(shí)，一部分光返回原來介質(zhì)中，使光的傳播方向發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象稱為光的反射 7、光的反射定律 反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角 可歸納為：“三線一面，兩線分居，兩角相等” 理解： （1） 由入射光線決定反射光線，敘述時(shí)要“反”字當(dāng)頭 （2） 發(fā)生反射的條件：兩種介質(zhì)的交界處；發(fā)生處：入射點(diǎn)；結(jié)果：返回原介質(zhì)中 （3） 反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當(dāng)入射角為零時(shí)，反射角也變?yōu)榱愣?8、兩種反射現(xiàn)象 （1） 鏡面反射：平行光線經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線 （2） 漫反射：平行光經(jīng)界面反射后向各個(gè)不同的方向反射出去，即在各個(gè)不同的方向都能接收到反射光線 注意：無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面鏡對(duì)光的作用 （1）成像 （2）改變光的傳播方向 11、平面鏡成像的特點(diǎn) （1）成的像是正立的虛像 （2）像和物的大小 （3）像和物的連線與鏡面垂直，像和物到鏡的距離相等 理解：平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對(duì)稱圖形 12、實(shí)像與虛像的區(qū)別 實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，可以用屏接到，當(dāng)然也能用眼看到。
虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚成的，而是實(shí)際光線反向延長線相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面鏡的應(yīng)用 （1）水中的倒影 （2）平面鏡成像 （3）潛望鏡 六、光的折射 1、光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射 理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。
注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射 2、光的折射規(guī)律 光從空氣斜射入水或其他介抽中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；折射角小于入射角；入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不變，在折射中光路可逆。 理解：折射規(guī)律分三點(diǎn)：（1）三線一面 （2）兩線分居（3）兩角關(guān)系分三種情況：①入射光線垂直界面入射時(shí)，折射角等于入射角等于0°；②光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；③光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透鏡及分類 透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個(gè)表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠(yuǎn)比其球面半徑小的多。
分類：凸透鏡：邊緣薄，中央厚 凹透鏡：邊緣厚，中央薄 5、主光軸，光心、焦點(diǎn)、焦距 主光軸：通過兩個(gè)球心的直線 光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認(rèn)為是光心） 焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示 虛焦點(diǎn)：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。
焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“f”表示。 每個(gè)透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)、焦距和一個(gè)光心。
如圖 6、透鏡對(duì)光的作用 凸透鏡：對(duì)光起會(huì)聚作用（如圖） 凹透鏡：對(duì)光起發(fā)散作用（如圖） 7、凸透鏡成像規(guī)律 物 距 （u） 成像 大小 像的 虛實(shí) 像物位置 像 距 （ v ） 應(yīng) 用 u > 2f 縮小 實(shí)像 透鏡兩側(cè) f < v <2f 照相機(jī) u = 2f 等大 實(shí)像 透鏡兩側(cè) v = 2f f < u 2f 幻燈機(jī) u = f 不 成 像 u u 放大鏡 凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法 口決一： “一焦分虛實(shí)，二焦分大??；虛像同側(cè)正；實(shí)像異側(cè)倒，物運(yùn)像變小” 口決二： 三物距、三界限，成像隨著物距變； 物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)。 如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)； 幻燈放像像好大，物處一焦二焦間； 相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距遠(yuǎn)。
口決三： 凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大； 二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大； 若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大； 一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。 8、為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。
9、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而是調(diào)鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)靠近鏡頭。
2.物理光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
五、光的反射 1、光源：能夠發(fā)光的物體叫光源 2、光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的 大氣層是不均勻的，當(dāng)光從大氣層外射到地面時(shí)，光線發(fā)了了彎折 3、光速 光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同，真空中最快， 光在真空中的傳播速度：C = 3*108 m/s，在空氣中的速度接近于這個(gè)速度，水中的速度為3/4C，玻璃中為2/3C 4、光直線傳播的應(yīng)用 可解釋許多光學(xué)現(xiàn)象：激光準(zhǔn)直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等 5、光線 光線：表示光傳播方向的直線，即沿光的傳播路線畫一直線，并在直線上畫上箭頭表示光的傳播方向（光線是假想的，實(shí)際并不存在） 6、光的反射 光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)的交界面時(shí)，一部分光返回原來介質(zhì)中，使光的傳播方向發(fā)生了改變，這種現(xiàn)象稱為光的反射 7、光的反射定律 反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角 可歸納為：“三線一面，兩線分居，兩角相等” 理解： （1） 由入射光線決定反射光線，敘述時(shí)要“反”字當(dāng)頭 （2） 發(fā)生反射的條件：兩種介質(zhì)的交界處；發(fā)生處：入射點(diǎn)；結(jié)果：返回原介質(zhì)中 （3） 反射角隨入射角的增大而增大，減小而減小，當(dāng)入射角為零時(shí)，反射角也變?yōu)榱愣?8、兩種反射現(xiàn)象 （1） 鏡面反射：平行光線經(jīng)界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光線 （2） 漫反射：平行光經(jīng)界面反射后向各個(gè)不同的方向反射出去，即在各個(gè)不同的方向都能接收到反射光線 注意：無論是鏡面反射，還是漫反射都遵循光的反射定律 9、在光的反射中光路可逆 10、平面鏡對(duì)光的作用 （1）成像 （2）改變光的傳播方向 11、平面鏡成像的特點(diǎn) （1）成的像是正立的虛像 （2）像和物的大小 （3）像和物的連線與鏡面垂直，像和物到鏡的距離相等 理解：平面鏡所成的像與物是以鏡面為軸的對(duì)稱圖形 12、實(shí)像與虛像的區(qū)別 實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，可以用屏接到，當(dāng)然也能用眼看到。
虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚成的，而是實(shí)際光線反向延長線相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。 13、平面鏡的應(yīng)用 （1）水中的倒影 （2）平面鏡成像 （3）潛望鏡 六、光的折射 1、光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射 理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。
注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射 2、光的折射規(guī)律 光從空氣斜射入水或其他介抽中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；折射角小于入射角；入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不變，在折射中光路可逆。 理解：折射規(guī)律分三點(diǎn)：（1）三線一面 （2）兩線分居（3）兩角關(guān)系分三種情況：①入射光線垂直界面入射時(shí)，折射角等于入射角等于0°；②光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；③光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透鏡及分類 透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個(gè)表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠(yuǎn)比其球面半徑小的多。
分類：凸透鏡：邊緣薄，中央厚 凹透鏡：邊緣厚，中央薄 5、主光軸，光心、焦點(diǎn)、焦距 主光軸：通過兩個(gè)球心的直線 光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認(rèn)為是光心） 焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示 虛焦點(diǎn)：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。
焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“f”表示。 每個(gè)透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)、焦距和一個(gè)光心。
如圖 6、透鏡對(duì)光的作用 凸透鏡：對(duì)光起會(huì)聚作用（如圖） 凹透鏡：對(duì)光起發(fā)散作用（如圖） 7、凸透鏡成像規(guī)律 物 距 （u） 成像 大小 像的 虛實(shí) 像物位置 像 距 （ v ） 應(yīng) 用 u > 2f 縮小 實(shí)像 透鏡兩側(cè) f < v <2f 照相機(jī) u = 2f 等大 實(shí)像 透鏡兩側(cè) v = 2f f < u 2f 幻燈機(jī) u = f 不 成 像 u u 放大鏡 凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法 口決一： “一焦分虛實(shí)，二焦分大小；虛像同側(cè)正；實(shí)像異側(cè)倒，物運(yùn)像變小” 口決二： 三物距、三界限，成像隨著物距變； 物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)。 如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)； 幻燈放像像好大，物處一焦二焦間； 相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距遠(yuǎn)。
口決三： 凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大； 二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大； 若是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大； 一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。 8、為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。
9、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而是調(diào)鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)靠近鏡頭。
3.光的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
（一）光的傳播 1.光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播. 2.真空中光速：c=3.00*108米/秒. 3.表現(xiàn)： （1）小孔成像： （2）影的產(chǎn)生（本影、偽本影、半影），如圖6-1所示. （3）同種介質(zhì)中，兩眼可確定光源位置. 光的傳播規(guī)律是物體成像作圖的基礎(chǔ)，也是整個(gè)幾何光學(xué)的理論基礎(chǔ). （二）光的反射現(xiàn)象 1.反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面上，反射光線和入射光線分別位于法線兩則，反射角等于入射角. 2.反射現(xiàn)象中光路可逆. 3.應(yīng)用： （1）平面鏡成像. 1）成像光路圖，如圖6-2所示； 2）成像特點(diǎn)：像和物與鏡面對(duì)稱，成等大、正立、虛像. （為作圖準(zhǔn)確，可先根據(jù)對(duì)稱性確定像的位置，再畫反射光線） 注意 （i）平面鏡不改變光束性質(zhì). （ii）入射光線不變，當(dāng)鏡面轉(zhuǎn)過α角，則反射光線轉(zhuǎn)過2α角. （2）球面鏡對(duì)光線的作用及成像. 1）凸面鏡成縮小、正立虛像； 2）凹面鏡成像規(guī)律（不做要求）. 特點(diǎn) 凸面鏡使光束發(fā)散，四面鏡使光束會(huì)聚. （三）光的折射 1.折射定律 折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦值成正比，即 i是入射角，r是折射角. 2.折射率 i為真空（或空氣）中光線的入射角，r為介質(zhì)中光線的折射角，n為該介質(zhì)的折射率. （1）其物理意義為反射光線在兩介質(zhì)界面上發(fā)生偏折程度的物理量（n越大、折射線偏離原來方向越厲害）. （2）兩種介質(zhì)比較：n大，光密介質(zhì)；n小，光疏介質(zhì). （3）折射率（n）和光的頻率（f）有關(guān)（在介質(zhì)中f大則n大）. 注意，光線在界面上同時(shí)發(fā)生反射、折射時(shí)，反射光線能量隨入射角增大而增大，折射光線能量隨入射角增大而減小. 3.全反射 （1）條件： 1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)； （2）發(fā)生全反射時(shí)，光線遵守反射定律. 4.應(yīng)用 （1）平行玻璃板. 光線在兩個(gè)界面上發(fā)生兩次折射，出射光線發(fā)生了側(cè)移，光束性質(zhì)不變. （2）棱鏡. 作用： 1）色散，即一束白光通過三棱鏡后，形成彩色光帶的現(xiàn)象（色散后，紅光偏折小、紫光偏折大）. 2）偏折：光線通過三棱鏡后發(fā)生偏折. （3）全反射棱鏡：用臨界角小于45°的介質(zhì)制成直角三棱鏡，可使光線發(fā)生全反射，可以控制光路. （四）透鏡成像 透鏡是利用光的折射現(xiàn)象控制光路和成像的光學(xué)器件，透鏡有凸透鏡、凹透鏡兩種.凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用，凹透鏡使光線發(fā)散，且透鏡光路可逆. 1.透鏡成像作圖 三條典型光線是透鏡成像作圖的基礎(chǔ)： （1）凸透鏡成像光路圖（圖6-5）; (2)凹透鏡成像光路圖（圖6-6）. 注意 1）入射、反射、折射光線用帶箭頭實(shí)線表示，反向延長線用虛線. 2）實(shí)像用實(shí)線，虛像用虛線，箭頭表示像的倒正. （3）成像規(guī)律和特點(diǎn)如下： （4）成像作圖類型. 1）已知物、透鏡，確定像； 2）已知像、透鏡，確定物； 3）已知物、像，確定透鏡. （5）透鏡的遮擋與拆合. 1）遮擋：凸透鏡部分被遮擋，仍然成完整像，但像變暗； 2）拆開：凸透鏡切成兩部分，相當(dāng)于兩個(gè)透鏡分別成像. 2.透鏡成像公式. （1）公式 （2）符號(hào)： 注意，當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)： 2)v≥2f，物距和像距之和隨v增大而增大，即物越靠近焦點(diǎn)，物和像的距離越大. （3）放大率： l為物長，l'為像長.。
4.光纖的基礎(chǔ)知識(shí)有哪些
單模光纖（Single-mode Fiber）：一般光纖跳線用黃色表示，接頭和保護(hù)套為藍(lán)色；傳輸距離較長。
多模光纖（Multi-mode Fiber）：一般光纖跳線用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護(hù)套用米色或者黑色；傳輸距離較短。 SC SC-ST LC 光纖使用注意！ 光纖跳線兩端的光模塊的收發(fā)波長必須一致，也就是說光纖的兩端必須是相同波長的光模塊，簡單的區(qū)分方法是光模塊的顏色要一致。
一般的情況下，短波光模塊使用多模光纖（橙色 的光纖），長波光模塊使用單模光纖（黃色光纖），以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。 光纖在使用中不要過度彎曲和繞環(huán)，這樣會(huì)增加光在傳輸過程的衰減。
光纖跳線使用后一定要用保護(hù)套將光纖接頭保護(hù)起來，灰塵和油污會(huì)損害光纖的耦合。 術(shù)語縮寫 SFP: Small Form Factor Pluggable SFF: Small Form Factor XFP: 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable MU: Miniature Unit LC: Lucent Connector SC: Subscriber Connector FC: Fiber Connector MTRJ: 'MT' ferrule, Register Jack latch ST: Straight TipFCMT-RJ。
5.學(xué)習(xí)光信息 要學(xué)好哪些基礎(chǔ)知識(shí)
你好，我是光學(xué)工程碩士研究生，希望我能給你幫助。
學(xué)習(xí)光信息，要學(xué)好高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)，這是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，包括積分微分統(tǒng)計(jì)等等。
光學(xué)基礎(chǔ)包括電動(dòng)力學(xué)，數(shù)學(xué)物理方法，量子力學(xué)，這是光學(xué)的基礎(chǔ)。包括麥克斯韋方程，這是基礎(chǔ)。
光學(xué)專業(yè)知識(shí)包括：光學(xué)、信息光學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)、紅外光學(xué)、激光原理、光電子。
另外光電不分家的，電學(xué)也要學(xué)習(xí)，包括電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路等。
軟件方面有MATLAB、zmax、beamprop等。
希望對(duì)你有幫助，還有什么問題可以直接問我。
加油↖（^ω^）↗
