高二物理竞赛光学和热学课件.ppt

光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相记录平面光波分布记录平面光波分布复振幅：复振幅：1、全息学基本概念、全息学基本概念第五节第五节 全息照相全息照相 全息图透射率：全息图透射率：光强度：光强度：光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相全息图的再现全息图的再现1、全息学基本概念、全息学基本概念第五节第五节 全息照相全息照相 用用C（x,y）光照射全息图，透过全息图的光的复振幅为：光照射全息图，透过全息图的光的复振幅为：设再现光和原来的参考光一致，则设再现光和原来的参考光一致，则若再现光和原来的参考光共轭，则若再现光和原来的参考光共轭，则光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相全息图的再现全息图的再现1、全息学基本概念、全息学基本概念第五节第五节 全息照相全息照相 再现光和原来的参考光一致再现光和原来的参考光一致激光器激光器分束器分束器像像扩束透镜扩束透镜反射镜反射镜再现光波再现光波物光波物光波光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相1、全息学基本概念、全息学基本概念第五节第五节 全息照相全息照相 若再现光和原来的参考光共轭，则若再现光和原来的参考光共轭，则实像实像参考光波参考光波物光波物光波再现光再现光波波光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相2、常用的全息图类型、常用的全息图类型1、菲涅耳全息、菲涅耳全息2、傅里叶变换全息、傅里叶变换全息3、像面全息像面全息4、反射全息、反射全息第五节第五节 全息照相全息照相 光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相3、应用全息图的实现、应用全息图的实现1、彩虹全息全息、彩虹全息全息2、无透镜傅里叶变换全息、无透镜傅里叶变换全息4、数字全息数字全息5、计算全息计算全息3、反射全息反射全息第五节第五节 全息照相全息照相 光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相各类彩虹全息实现各类彩虹全息实现周视全息周视全息彩色二维全息彩色二维全息彩色三维全息彩色三维全息特殊彩虹全息特殊彩虹全息望远镜望远镜显微镜显微镜动态全息动态全息3、应用全息图的实现、应用全息图的实现第五节第五节 全息照相全息照相 光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相无透镜傅里叶变换全息原理无透镜傅里叶变换全息原理3、应用全息图的实现、应用全息图的实现第五节第五节 全息照相全息照相 光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相计算全息计算全息特点：构造自然界不存在的光波面特点：构造自然界不存在的光波面 理论上，除了反射全息外，其它所有平面全息都可以利用理论上，除了反射全息外，其它所有平面全息都可以利用计算全息来制作计算全息来制作对于不同的全息图，关键在于如何构造物光对于不同的全息图，关键在于如何构造物光O（x,y）3、应用全息图的实现、应用全息图的实现第五节第五节 全息照相全息照相 光光光光 学学学学 第五章第五章 变换光学与全息照相变换光学与全息照相数字全息数字全息特点：可以实现对实际物体结构的精确测量或定量分析。特点：可以实现对实际物体结构的精确测量或定量分析。技术的关键在于技术的关键在于1、掌握记录器件分辨率与被记录物体结构的关系、掌握记录器件分辨率与被记录物体结构的关系2、记录器件像素数充分利用、记录器件像素数充分利用3、各类噪音的消除、各类噪音的消除4、数字再现软件以及像参数分析软件、数字再现软件以及像参数分析软件3、应用全息图的实现、应用全息图的实现第五节第五节 全息照相全息照相 以卡诺以卡诺(1796-1832)对对热机效率热机效率的研究为先导，在克劳修斯的研究为先导，在克劳修斯(1822-1888)和开尔文和开尔文(1824-1907)的研究基础上，建立了的研究基础上，建立了热力学第二热力学第二定律定律。把两个定律应用到具体问题中去，找到反映各种性质的把两个定律应用到具体问题中去，找到反映各种性质的热力学函热力学函数数熵熵所表征的事实：一个绝热过程总是朝着熵增加的方向进所表征的事实：一个绝热过程总是朝着熵增加的方向进行。行。热学：热学：19世纪，焦耳热功当量实验的研究，奠定了世纪，焦耳热功当量实验的研究，奠定了热力学第一定律热力学第一定律的的基础。机械能转化为热能。基础。机械能转化为热能。寻求：热的本质是什么？寻求：热的本质是什么？建立了统计力学。热的本质是建立了统计力学。热的本质是分子运动的宏观表现。分子运动的宏观表现。统计力学应用到热辐射现象，发现了量子性。统计力学应用到热辐射现象，发现了量子性。量子统计力学量子统计力学对固体、液体（统称为凝聚态）和对固体、液体（统称为凝聚态）和等离子体中各种物理现象的研究起到主导作用。等离子体中各种物理现象的研究起到主导作用。20世纪初世纪初如何学习热学和光学？1.重视概念的理解 如热力学第一定律中的热量、内能、功其内涵和外延都须吃透。2.重视数学工具的运用 如级数、微分、积分等在热学中的运用。3.适应大学学习方法 读书 提问 查阅 听课4.要求 作业 预习