
[optics;photology] 研究光、光的産生和傳播、光所經受的和引起的各種效應以及與光有密切關系的其他現象的一門科學
(1).翰林學士的别稱。 明 沉德符 《野獲編·詞林·翰林升轉之速》:“左諭得 黎淳 以《英宗實録》成,陞左庶子,引故事力辭,雖其意欲得翰林光學,不願久處坊局,其持論則未嘗謬也。” 清 李慈銘 《越缦堂讀書記·小腆紀年》:“若翰林學士, 明 世雖為極清要之職,稱曰‘光學’,然其秩止五品,自中葉以後,皆以尚書侍郎兼之。”
(2).以光為研究對象的一個物理學分科。
光學是物理學的重要分支學科,主要研究光的本質、傳播規律及其與物質相互作用的科學。根據《現代漢語詞典》第七版定義,光學涵蓋光的産生、傳播、檢測和應用全過程,包括幾何光學、物理光學和量子光學三大核心領域。
一、基礎定義與核心領域
二、應用範疇拓展 現代光學已延伸至激光技術、光纖通信、光譜分析等領域。中國科學院光學精密機械研究所指出,光學技術在遙感探測(如衛星成像)和生物醫學(如激光手術)中具有不可替代性。
三、學科交叉特性 光學與電磁學、材料科學深度融合,《物理學大辭典》特别強調其在光子晶體、量子計算等前沿科技中的理論支撐作用。
光學是物理學的重要分支學科,主要研究光的産生、傳播、性質及其與物質相互作用的規律。以下從定義、研究内容、學科分支和實際應用四個層面綜合解析:
1. 核心定義
光學(optics)以光(電磁波)為研究對象,涵蓋光的行為、性質及其與物質的相互作用。傳統光學聚焦可見光(波長約380-780納米),現代光學已擴展至全波段電磁波,包括紅外線、紫外線、X射線等。
2. 研究内容
•基本屬性:光的波粒二象性(電磁波特性與量子特性),光速在不同介質中的變化規律(如折射率公式 $n=c/v$)
•傳播規律:幾何光學(光線模型)、波動光學(幹涉/衍射)、量子光學(光子行為)
•相互作用:光與物質的吸收、反射、折射、散射等現象
3. 學科分支
| 分支類型 | 典型領域 | 研究重點 |
|---------|---------|---------|
| 基礎理論 | 幾何光學 | 光線傳播路徑與成像規律(如透鏡公式) |
|| 波動光學 | 幹涉、衍射等波動現象 |
|| 量子光學 | 光子能量與物質量子态作用 |
| 應用領域 | 激光技術 | 相幹光源産生與應用 |
|| 光通信 | 光纖傳輸與信號調制 |
|| 微納光學 | 微結構對光的調控 |
4. 實際應用
•精密儀器:顯微鏡(生物觀測)、望遠鏡(天文觀測)
•現代技術:激光醫療(手術刀)、光纖通信(數據傳輸)
•工業檢測:光學測量(表面形貌分析)、光譜分析(物質成分鑒定)
該學科起源于古代對光的直觀觀察(如《墨經》記載光沿直線傳播),現代已發展為融合理論物理與工程技術的交叉學科。
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