什麼叫波動光學 什麼叫幾何光學?

2023-04-16 04:10:05 字數 4177 閱讀 5134

1樓:匿名使用者

幾何光學和物理光學是光學的兩大基礎分類。

簡單而言,幾何光學是以幾何學的方法來研究光學,主要關注的是光的大尺度的傳播問題,包括光在平面鏡、透鏡等光學元件下,光線的幾何特性。例如焦點、主光軸、會聚、發散。尤其是物體在光學元件下的成像問題。

物理光學,是利用電磁波理論,主要是maxwell電磁方程組的知識,定性的分析了光的產生,光在不同電解質表面的反射和折射問題,以及光的偏振等等問題。並且系統地討論了光的衍射、干涉問題,借用數學工具分析了近場光學的弗朗禾斐衍射等光學現象的結果。

幾何光學偏運用,物理光學偏理論**。

而最後你說的波動光學,其實是現代物理學,尤其是量子力學建立後,光學借用薛定諤的波函式的概念,把光波處理成一個數學上波函式,通過傅立葉分析等數學分析法,從而去**物理光學的一些基礎內容,解釋一些現象和結論。

大致如此吧,如果有興趣瞭解光學,建議去找找相關的專業書籍看看,但需要大學一年級微積分數學基礎。

2樓:駒甜

波動光學:從光的本質——電磁波(具有波長,頻率,相位,週期)出發,來研究和解釋光的干涉,衍射和偏振現象。

幾何光學:所有光學現象都應該能用波動概念來解釋,包括光的直線傳播現象在內。但是直線傳播,尤其是反射,折射成像等問題,如果不用波長,相位等波動的概念,而代之以光線和波面等概念,並用幾何學方法來研究將更為方便。

這就是幾何光學的研究內容。當然,這只有在波面線度遠比波長在時才適用。

光學包括:幾何光學,波動光學,量子光學和現代光學四大部分。

3樓:匿名使用者

額,我是一名高一的學生,你可以參考一下我說的話。

我無法給出定義,不過我說說我的理解。

當光穿過很大的空間的時候,可以把光當做一條几何意義上的直線來分析,這就是幾何光學吧。

當光穿過一個很小的空間時(應該知道,光是電磁波,那麼它就有波的性質,長得波那個樣),穿過的空間大小小於了光的波長,光不能像通過大空間那樣暢通,那麼光就不能當做一條几何意義上的直線了,它會有一些與平時生活很不一樣的表現,你可以去查查光的衍射等現象,這就是波動光學吧。

總的來說,在巨集觀上把光當做直線來看,就是幾何光學,在微觀上把光當做波來看,就是波動光學。

= =汗 亂寫。

4樓:匿名使用者

幾何光學——波長可看做極短,波動效應不明顯,能量沿著光線傳播。遵從光的直線傳播、反射、折射定律。

波動光學——研究光的波動性:干涉、衍射、偏振。

5樓:匿名使用者

波動光學:以波動理論為基礎,研究光的傳播及光與物質相互作用,包括光的干涉、衍射和偏振;

幾何光學:以光線為基礎,研究光的傳播和成像規律,包括光沿直線傳播定律、反射、折射定律。

波動光學的與幾何光學關係

6樓:神馬

與可見光傳播相關聯的電磁場,其特點是振動非常之快(頻率數量級為10s),或者說是波長非常短(數量級為10-15cm)。因此可以預期,在這種情況下,完全忽略波長的有限大小,可以得到光傳播定律的良好一級近似。人們發現,對很多光學問題而言,這樣處理是完全適合的。

在光學中,可以忽略波長,即相當於λ0→0 極限情況的這一分支,通常稱為幾何光學,因為在這種近似處理下,光學定律可以用幾何學的語言來表述。 衍射現象的一個最簡單的典型例子——單狹縫的夫琅和費衍射。它包含著衍射現象的許多主要特徵。

來自光源s的光(例如鐳射)經望遠鏡系統構成的擴束器l1擴束直接投射到一狹縫上。在狹縫後面放置一透鏡l2,那麼在透鏡l2的焦平面上放置的螢幕f'f上將產生明暗交替的衍射花樣。其特點是在**具有一特別明亮的亮條紋,兩側排列著一些強度較小的亮條紋。

相鄰的亮條紋之間有一暗條紋。如以相鄰暗條紋之間的間隔作為亮條紋的寬度,則兩側亮條紋為等寬的,而**亮條紋的寬度為其它條紋的兩倍。人們將亮條紋到透鏡中心所張的角度稱為角寬度。

**亮條紋和其它亮條紋的角寬度不相等。**亮條紋的角度等於 2λ/b(b為縫寬),即等於其它亮條紋角寬度的2倍。那麼**亮紋的半形寬度 δθb,正好等於其它亮紋的角寬度。

由於**亮斑集中了大部分光能,所以它的半形寬度 的大小可作為衍射效應強弱的量度。式子δθ=b告訴我們,對給定的波長,δθ與縫寬b成反比,即在波前上對光束限制越大,衍射場越彌散,衍射斑鋪開的越寬;反之當縫寬很大,光束幾乎自由傳播時,δθ0,這表明衍射場基本上集中在沿直線傳播的方向上,在透鏡焦平面上衍射斑收縮為幾何光學象點。式子δθ=b還告訴我們,在保持縫寬不變的條件下,δθ與λ成正比,波長越長,衍射效應越顯著;波長越短,衍射效應越可忽略。

所以說幾何光學是b>>λ時的一種近似,或說λ→0的近似。除了直線傳播定律之外,作為幾何光學基礎的另外兩條定律-反射定律和折射定律,也都只在入很小的條件下才近似成立,所以幾何光學原理的適用範圍是有限度的,在必要的時候需要用更嚴格的波動理論來代替它。不過由於幾何光學處理問題的方法要簡單的多,並且它對各種光學儀器中遇到的許多實際問題已足夠精確,所以幾何光學並不失為各種光學儀器的重要理論基礎。

幾何光學,波動光學和量子光學的區別與聯絡

7樓:匿名使用者

幾何光學是經驗理論。

根據已有的光學現象提煉為幾何平面或空間上的一種學問體系根據此體系可以應用大部分光學巨集觀現象的計算,不涉及光的物理本質波動光學是波動理論建立後對光的物理本質進行歸納,並研究得到的光學在波的本質上的解釋。

比如折射衍射干涉,都是波的性質,是波粒二象性中所謂的波的性質而量子光學是量子學中定義光量子(光子)為光波現象的粒子,所謂波粒二象性的粒子性。

研究領域是光的產生,傳輸以及檢測中光和物質相互作用,實際解釋並計算或統計光電效應,輻射等涉及物質能量有關問題。

他們的聯絡嘛,屬於不相矛盾,彼此應證。

幾何光學的基本原理是什麼

8樓:章永新鹿涵

幾何光學的基本原理包括:光線概念和幾何光學的基本實驗定律、費馬原理、光在平面介面上的反射和折射。

、全反射。光學纖維、光在球面上的反射和折射、透鏡成像等內容。

幾何光學波動光學成像理論有什麼不同

9樓:網友

幾何光學和波動光學的成像理論只是對同種成像的兩種不同的描述。

不同之處在於幾何光學是以光線為基礎來解釋成像比如一個物點經過光學系統後,理想成像對應於一個像點或無窮遠,或是實像在觀察屏而不在焦面上所成的彌散斑。

波動光學是以電磁波為基礎的分支光學。

僅從成像理論看,波動光學的成像是用波面經過光學系統,由於波面的各個位置傳播時有不同的光程差造成的。

例如平行光的等相位面在經過正透鏡時,明顯光軸上的波走的光程長於其他點,而造成了一種滯後,所以此時的等相面是凹形的,直至會聚到某一點,這一點也就是幾何光學的焦點。

10樓:匿名使用者

波動光學是光學中非常重要的組成部分,內容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等,無論理論還是應用都在物理學中佔有重要地位。粒子在光場或其他交變電場的作用下,產生振動的偶極子,發出次波。用這樣模型來說明光的吸收、色散、散射、磁光、電光等現象,甚至光的發射也是一般波動光學的內容。

電磁波理論應用到晶體稱晶體光學。光波波長約為。

6×10 cm ,一般的障礙物或孔隙都遠大於此,因而通常都顯示出光的直線傳播現象。這一時期,人們還發現了一些與光的波動性有關的光學現象,例如。

格里馬爾迪首先發現光遇障礙物時將偏離直線傳播,他把此現象起名為「衍射」。胡克和r.玻意耳分別觀察到現稱之為牛頓環的干涉現象。

這些發現成為波動光學發展史的起點。17世紀以後的一百多年間,光的微粒說(見光的二象性)一直佔統治地位,波動說則不為多數人所接受,直到進入19世紀後,光的波動理論才得到迅速發展。

幾何光學是光學學科中以光線為基礎,研究光的傳播和成像規律的一個重要的實用性分支學科。在幾何光學中,把組成物體的物點看作是幾何點,把它所發出的光束看作是無數幾何光線的集合,光線的方向代表光能的傳播方向。在此假設下,根據光線的傳播規律,在研究物體被透鏡或其他光學元件成像的過程,以及設計光學儀器的光學系統等方面都顯得十分方便和實用。

11樓:網友

光是一種電磁波··據有波粒二象性~~~

波動光學我覺得應該就是我們說的物理光學···主要就是光的干涉,衍射和偏振現象和光在個相同性介質中的傳播規律(比如說折射反射,光的吸收,光的色散和散射什麼的)

主要描述的方法有兩種:一個是電磁波理論,另一個是傅立葉分析而幾何光學呢,就是吧再均勻介質中的光波抽象為幾何上的直線來表示,我們就把它成為光線。

不知道說的清楚不~~~嗯就這樣了~~~

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