
光学的一部分。研究光的本性,光在传播过程中及与物质相互作用时出现的干涉、衍射、偏振、吸收、散射、色散,以及荧光、磷光、激光、光电效应等现象。包括波动光学和量子光学等内容。
物理光学是研究光的波动性及其传播规律的基础学科分支,主要揭示光在介质中传播时产生的干涉、衍射、偏振等现象的本质。其核心内容包括麦克斯韦电磁理论对光波动的数学描述,以及光与物质相互作用时的量子特性。
从学科体系看,物理光学包含三个核心层面:
现代物理光学已衍生出傅里叶光学、晶体光学等重要方向,在光纤通信(解释全反射原理)、激光技术(相干性研究)、光学检测(干涉测量法)等领域具有关键应用价值。其理论体系被收录于《物理学名词》第三版(科学出版社,2019),并作为光学工程专业的核心课程内容。
物理光学是光学的一个重要分支,主要研究光的波动性质及其与物质相互作用的规律。以下是其核心内容的系统解释:
物理光学以光的电磁理论为基础(由麦克斯韦方程组描述),重点揭示光的波动性本质。与几何光学(基于光线模型)不同,它通过波动方程精确描述光在介质中的传播特性。
干涉现象
两列相干光波叠加产生明暗相间条纹,如牛顿环、薄膜干涉。该原理应用于光学检测()和干涉仪制造。
衍射效应
光波遇到障碍物时发生绕射,典型表现为单缝/圆孔衍射图样。现代应用包括X射线晶体衍射分析物质结构。
偏振特性
揭示光波的横波振动方向特性,偏振片、液晶显示技术均基于此原理()。
从19世纪菲涅尔-基尔霍夫衍射理论,到现代傅里叶光学和相干光学理论,物理光学持续推动着全息技术、超分辨显微等前沿领域的发展()。
该学科通过严格的数学建模(如亥姆霍兹方程),为理解光与物质相互作用提供了统一的理论框架,是现代光子学、量子光学等领域的基石。
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