
光學的一部分。研究光的本性,光在傳播過程中及與物質相互作用時出現的幹涉、衍射、偏振、吸收、散射、色散,以及熒光、磷光、激光、光電效應等現象。包括波動光學和量子光學等内容。
物理光學是研究光的波動性及其傳播規律的基礎學科分支,主要揭示光在介質中傳播時産生的幹涉、衍射、偏振等現象的本質。其核心内容包括麥克斯韋電磁理論對光波動的數學描述,以及光與物質相互作用時的量子特性。
從學科體系看,物理光學包含三個核心層面:
現代物理光學已衍生出傅裡葉光學、晶體光學等重要方向,在光纖通信(解釋全反射原理)、激光技術(相幹性研究)、光學檢測(幹涉測量法)等領域具有關鍵應用價值。其理論體系被收錄于《物理學名詞》第三版(科學出版社,2019),并作為光學工程專業的核心課程内容。
物理光學是光學的一個重要分支,主要研究光的波動性質及其與物質相互作用的規律。以下是其核心内容的系統解釋:
物理光學以光的電磁理論為基礎(由麥克斯韋方程組描述),重點揭示光的波動性本質。與幾何光學(基于光線模型)不同,它通過波動方程精确描述光在介質中的傳播特性。
幹涉現象
兩列相幹光波疊加産生明暗相間條紋,如牛頓環、薄膜幹涉。該原理應用于光學檢測()和幹涉儀制造。
衍射效應
光波遇到障礙物時發生繞射,典型表現為單縫/圓孔衍射圖樣。現代應用包括X射線晶體衍射分析物質結構。
偏振特性
揭示光波的橫波振動方向特性,偏振片、液晶顯示技術均基于此原理()。
從19世紀菲涅爾-基爾霍夫衍射理論,到現代傅裡葉光學和相幹光學理論,物理光學持續推動着全息技術、超分辨顯微等前沿領域的發展()。
該學科通過嚴格的數學建模(如亥姆霍茲方程),為理解光與物質相互作用提供了統一的理論框架,是現代光子學、量子光學等領域的基石。
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