物理光论文三篇
航天工程系空间科学与技术。
一、 序言。
天文观测中重要手段就是天文望远镜，光学的发展则大大推动了天文望远镜的改进与发展，大大提高了人们对恒星和宇宙的研究和认识，对观测气象和准确预报天气提供了更有利的技术支持。
1609年伽利略将第一台天文望远镜指向太空，从此天文观测由肉眼观测进入到了望远镜时代，几百年来人们致力于提高望远镜的贯穿本领和分辨本领，早年犹豫折射式望远镜结构简单得到较快的发展，1897年，美国叶凯土天文台简称一架口径1.02m的折射式望远镜，是迄今为止世界上最大的折射式天文望远镜。以后由于折射望远镜对材料要求高且透镜会严重吸收紫外线光等原因，人们开始致力于发展反射式望远镜的发展。当代5m以上口径的大天文望远镜已经有十多个，且目前正在建造的望远镜，主要有欧洲南方天文台的大双筒望远镜（LBT），以及南非大望远镜（SALT）。除了传统的光学望远镜（观测波段300nm—900nm）外，还有红外望远镜（观测波段1.25um—28um）和射电望远镜（sub、 mm、cm和m波）；在空间，原则上不受波段的限制，目前已经发射的有γ射线望远镜，X射线望远镜、紫外望远镜、光学望远镜（如哈勃空间望远镜）、中红外望远镜和远红外望远镜。
2.1折射式望远镜。
传统的折射式望远镜大致分为两种：伽利略式和开普勒式。
? 伽利略式：以凸透镜做物镜，凹透镜做目镜。成正像，制造简单造价低廉，普通观剧镜多采用这种光学系统。缺点是视场小、放大率小、不能在目镜端加装十字丝。目前在天文观测中不采用这种类型的望远镜。
? 开普勒式：以凸透镜做物镜，凸透镜做目镜。是将物镜所成的实像用凸透镜组的目镜放大，获得倒像，由于其视场大，在目镜组中可以安装十字丝或动丝，天文观测中多采用此种类型的望远镜。
2.2反射式望远镜。
反射式望远镜的物镜是反射镜，为了消除镜子的像差，一般物镜做成抛物面镜或双曲面镜。反射望远镜与折射望远镜相比不会造成像的色差，可以使用大口径的玻璃材料，也可以采用多镜面拼镶技术，镜面镀铝或毒瘾后，从紫外到红外都具有良好的反射率，所以目前发展和设计的新型望远镜都是采用反射望远镜系统。
反射望远镜可以工作在不同的焦点，由于工作焦点的不同，反射望远镜可分为以下几种系统：
1）主焦点式：反射镜为抛物面。
2）牛顿式：反射镜为球面镜，加上平面镜。
3）卡赛格林式：主镜为抛物面镜，副镜为凸的双曲面镜。
4）R—C系统：凹双曲+凸双曲（改进型）。
5）折轴式：加入几块平面镜使光束从极轴方向射出。
1）口径 D。
物镜起集光作用的直径，口径越大收集的辐射越多越能观测到暗弱的天体。
口径愈大能收集的光量愈多，即聚光本领就愈强，口径愈大愈能观测到更暗弱的天体。因而，大口径显示着探测暗弱天体的威力大，这是因为望远镜接收到天体的光流量与物镜的有效面积（πr2）成正比。
2）相对口径 A。
望远镜的光力也叫相对口径，即口径D 和焦距F之比， A=D/F 。
光力A的倒数叫焦比(1/A= F/D)。 师大科技楼望远镜的口径D=40cm,焦距F=4m,焦比为：F/10,则其光力 A=1/10。
3）分辨角 δ ″。
分辨角：两天体的像刚刚能被分开时，它们所对应的是天球上两点的角距离。
4）放大率 G。
目视望远镜的放大率等于物镜的焦距F1与目镜的焦距F2之比，即 G= F1/F2。
一架望远镜配备多个目镜，就可以获得不同的放大率。显然目镜的焦距越短可以获得越大的放大率。但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，会使观测天体变得很暗， 像变得模糊。
常用的目镜的焦距为10mm左右，用它配在焦距800 mm 的望远镜物镜后面，就可获得80倍的放大率。
5）视场 ω。
望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径的范围叫望远镜的视场，用角度（ω°）表示，与放大率G成反比 。
6）极限星等（贯穿本领）m。
理想条件下，通过望远镜能看的最暗的星等为望远镜的贯穿本领(极限星等)。它反映了望远镜观测天体的能力。
对于目视望远镜,它的极限星等可以用经验公式计算：
m = 2.1 + 5log D。
三、 结束语。
当近时代，天文观测已经进入了全波段观测的新时代，而在天文望远镜的发展过程中，光学所起的作用是至关重要的，我们相信，随着光学的发展，天文观测毕竟取得更加辉煌的成就。
1 光污染的定义及分类。
1．1定义。
首先提出光污染的是国际天文界．认为光污染是城市室外灯光照明使天光很亮而难以进行星空观测。目前关于光污染的理解，还没有统一的定义．较常用的是：“由于逸散光／反射光的产生损害了良好的照明环境，从而对人类和其他生物的正常发展产生不利影响的现象。”光污染属于物理性污染，有2个特点? ：①光污染是局部的，会随距离的增加而迅速减弱；② 在环境中不存在残余物，光源消失。污染即消失。
1．2 分类。
(I)白亮污染。阳光照射强烈时。城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮．眩眼夺目。
(2)人工白昼。在夜间。商场、酒店的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱．有些强光甚至直冲云霄。使得夜晚如同白天一样，即所谓的人工白昼。
(3)彩光污染。舞厅、夜总会安装的黑光灯，旋转灯，荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。此外，由于装修、灯具不当等引起的室内视环境污染会对人视力造成危害，也是一种光污染，工业应用的紫外线辐。
射、红外线辐射也都是光污染源。
2 光污染的危害。
·对人的危害。
1． 对人心理的影响。
人在缤纷多彩的环境中待一段时间，就会感觉到心理和情绪受影响．如果城市“人工白昼”使居住环境夜。
晚过亮，人们会难以人眠．扰乱人体的正常生物钟，使人白天头晕心烦，食欲下降，情绪低落，从而导致工作效率低下，造成心理压力。科学研究也表明，彩光污染会影响人的心理健康。如过多杂乱的霓虹灯所提供的光照纷乱朦胧，人的视觉会不清晰，长期接触会使人心理环境不平衡，心理健康受损。
2． 对人身体的影响。
光污染对人身体的危害和影响就更多了，首先是眼睛，长时间在白亮污染环境下工作和生活的人，白内障的发病率奇高。白亮污染会使人头疼心烦。甚至发生失眠，食欲下降．情绪低落等神经衰弱症状。“人工白昼”会引起人睡眠质量降低、失眠，扰乱人体生物钟。研究发现夜间有开灯睡觉习惯的婴幼儿成人后近视眼发病率比在全黑环境下的高出很多倍。彩光污染源黑光灯所产生的紫外线强度远高于太阳光的紫外线，且对人体有害。
影响持续时问长，人如果长期受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障。甚至导致白血病和其他癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对人的眼睛不利，而且干扰大脑中的脑神经。
3． 对人生活的影响。
光污染会给人们的日常生活带来不便。在炎炎夏日，玻璃幕墙等会将强烈阳光反射进附近居民家中，不仅。
产生耀眼的光线．还会使室内温度平均升高3—4℃ ，影响居民正常生活，近年来我国环保部门多次收到关于光污染的投诉信。其中多数为白亮污染导致的纠纷。
·对交通安全的危害。
烈日下驾车的司机会网玻璃幕墙的反射光而引起突发性暂时失明和视力错觉，极易发生交通事故，且眼睛长时间受强烈刺激，极易引起视觉疲劳，导致驾驶员出错。由此可见，不合理的玻璃幕墙建筑威胁着城市交通安全。为了保障夜间交通顺畅安全的道路照明系统如果设置不合理(如灯具产生眩光，闪烁)．反而会更易发生交通事故。
·对生态环境的危害。
很多动植物的生长同光照有直接的关系．而人工灯光的光点可以传到数千米以外。不少动植物虽然远离光源，但也受光的作用 人工光照破坏了它们的生物周期。生活习惯．它们新陈代谢也受到影响。城市街道两侧树木落叶期推迟；习惯在黑暗中交配的螗蜍某些品种已经濒临灭绝：由于地面上的光超过太阳光，月亮和星星．新孵出的小海龟误把陆地当成海洋，因缺水丧命；城市里的鸟因灯光四季不分，人工光常使鸟类在迁徙的时候迷失方向。因此，光污染不仅影响人类．也影响动植物的生存，危害生态环境。生态系统是非常复杂的．一个物种的变化会影响其他物种的生存和发展，因此．光污染对动植物的影响又势必会使整个生态系统产生变化．从而影响人类本身。
灿烂的星空和奇妙的天文现象令人赞叹．然而。现在全球约1／5的人却看不见银河。由于光污染，天光亮度大增．中科院紫金山天文台观测站的夜间观测已几乎荒废b ；而建于1675年的英国格林威治天文台近年来也为光污染所困扰。日益严重的光污染模糊星空视野。剥夺了人们观赏星空的乐趣。
·对能源利用的影响。
现在我国很多地方用电极度紧张，对不少居民和工厂采取“拉闸限电”或”限时供电”的措施。另一方面，我国的照明电2／3为火力发电，其中又有3／4是使用燃煤，产生大量的c()2和S02。城市光污染不仅耗电多，消耗能源．加剧城市用电紧张，而且耗费资源，污染自然环境。
3· 光污染的改造建议。
毋容置疑，光污染已成为城市建设中一种新的环境污染，其危害日趋严重。现代化的城市建设不仅要为市民提供方便、优美的生活环境，还要使市民能健康地生活。对此，为政府提出几点改造光污染的建议。
1． 建立健全法律法规和相关标准。可以在制定相应标准和规范时，建议参照国际照明委员会(CIE)和发达国家有关规定和标准。
2． 加强城市建设管理减少和防治城市光污染，要加强对城市建设的管理。首先，应控制玻璃幕墙等装饰材料的使用范围；限制在繁华地段、交通路口和住宅小区使用；限制安装面积尽量减少光线沿直线传播。建设实施“绿色照 明工程”；加强对夜间广告牌、霓虹灯、路灯等的管理规划等。
3．加强宣传教育和技术研究宣传光污染对人类和生态环境产生的危害。以引起更多人的重视。只有足够的重视，才能更好地实施光污染的立法、监控、规划、管理和技术研究。借鉴国外防治光污染的经验和措施，树立生态、环保、节能的理念，加强对绿色建筑宣传。
【简介】光学已成为为现代科研的重要内容，传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。
【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to /scPhotoFile/image/2014/0927/20140927204516631663.jpg style=max—width:450px width=450px alt=物理光论文 title=物理光论文/。
赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时独立地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为今天大家所惯用的反射定律和折射定律。
1665年，牛顿进行太阳光的实验，它把太阳光分解成简单的组成部分，这些成分形成一个颜色按一定顺序排列的光分布——光谱。它使人们第一次接触到光的客观的和定量的特征，各单色光在空间上的分离是由光的本性决定的。 牛顿还发现了把曲率半径很大的凸透镜放在光学平玻璃板上，当用白光照射时，则见透镜与玻璃平板接触处出现一组彩色的同心环状条纹；当用某一单色光照射时，则出现一组明暗相间的同心环条纹，后人把这种现象称牛顿环。借助这种现象可以用第一暗环的空气隙的厚度来定量地表征相应的单色光。
19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝乾涉现象。菲涅耳于1818年以杨氏乾涉原理补充了惠更斯原理，由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯—菲涅耳原理，用它可圆满地解释光的干涉和衍射现象，也能解释光的直线传播。
在进一步的研究中，观察到了光的偏振和偏振光的干涉。为了解释这些现象，菲涅耳假定光是一种在连续媒质中传播的横波。为说明光在各不同媒质中的不同。
速度，又必须假定以太的特性在不同的物质中是不同的；在各向异性媒质中还需要有更复杂的假设。此外，还必须给以太以更特殊的性质才能解释光不是纵波。如此性质的以太是难以想象的。
1846年，法拉第发现了光的振动面在磁场中发生旋转；1856年，韦伯发现光在真空中的速度等于电流强度的电磁单位与静电单位的比值。他们的发现表明光学现象与磁学、电学现象间有一定的内在关系。
1896年洛伦兹创立电子论，才解释了发光和物质吸收光的现象，也解释了光在物质中传播的各种特点，包括对色散现象的解释。在洛伦兹的理论中，以太乃是广袤无限的不动的媒质，其唯一特点是，在这种媒质中光振动具有一定的传播速度。
1900年，普朗克从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念，提出了辐射的量子论。他认为各种频率的电磁波，包括光，只能以各自确定分量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光子。
量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律，而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问题。量子论不但给光学，也给整个物理学提供了新的概念，所以通常把它的诞生视为近代物理学的起点。
在20世纪初，一方面从光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波；而另一方面又从热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用等无可怀疑地证明了光的量子性——微粒性。
1922年发现的康普顿效应，1928年发现的喇曼效应，以及当时已能从实验上获得的原子光谱的超精细结构，它们都表明光学的发展是与量子物理紧密相关的。光学的发展历史表明，现代物理学中的两个最重要的基础理论——量子力学和狭义相对论都是在关于光的研究中诞生和发展的。
自20世纪50年代以来，人们开始把数学、电子技术和通信理论与光学结合起来，给光学引入了频谱、空间滤波、载波、线性变换及相关运算等概念，更新了经典成像光学，形成了所谓“博里叶光学”。再加上由于激光所提供的相乾光和由利思及阿帕特内克斯改进了的全息术，形成了一个新的学科领域——光学信息处理。光纤通信就是依据这方面理论的重要成就，它为信息传输和处理提供了崭新的技术。
在现代光学本身，由强激光产生的非线性光学现象正为越来越多的人们所注意。激光光谱学，包括激光喇曼光谱学、高分辨率光谱和皮秒超短脉冲，以及可调谐激光技术的出现，已使传统的光谱学发生了很大的变化，成为深入研究物质微观结构、运动规律及能量转换机制的重要手段。它为凝聚态物理学、分子生物学和化学的动态过程的研究提供了前所未有的技术。
1、几何光学。
是从几个由实验得来的基本原理出发，来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径，它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。
是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在。
2、量子光学。
量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。1900年普朗克在研究黑体辐射时，为了从理论上推导出得到的与实际相符甚好的经验公式，他大胆地提出了与经典概念迥然不同的假设，即“组成黑体的振子的能量不能连续变化，只能取一份份的分立值”。
1905年，爱因斯坦在研究光电效应时推广了普朗克的上述量子论，进而提出了光子的概念。他认为光能并不像电磁波理论所描述的那样分布在波阵面上，而是集中在所谓光子的微粒上。在光电效应中，当光子照射到金属表面时，一次为金属中的电子全部吸收，而无需电磁理论所预计的那种累积能量的时间，电子把这能量的一部分用于克服金属表面对它的吸力即作逸出功，余下的就变成电子离开金属表面后的动能。
这种从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。
光的这种既表现出波动性又具有粒子性的现象既为光的波粒二象性。后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了：非但光有这种两重性，世界的所有物质，包括电子、质子、中子和原子以及所有的宏观事物，也都有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。
的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系，而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象，以及光在媒质界面附近的表现；也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。
4、应用光学。
光学是由许多与物理学紧密联系的分支学科组成；由于它有广泛的应用，所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。例如，有关电磁辐射的物理量的测量的光度学、辐射度学；以正常平均人眼为接收器，来研究电磁辐射所引起的彩色视觉，及其心理物理量的测量的色度学；以及众多的技术光学：光学系统设计及光学仪器理论，光学制造和光学测试，干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等；还有与其他学科交叉的分支，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。
【参考文献】。
1、苏显渝等，《信息光学》，科学出版社，2006。
2、扬震寰著，母国光等译，《光学信息处理》南开大学出版社，2007。
3、清华大学光学仪器教研组，《信息光学基础》，机械工业出版社，
4、华家宁，《现代光学技术及应用》， 江苏科学与技术出版社 2007，
5、朱自强，《现代光学教程》， 四川大学出版社，2007。
6 、谢建平 ，《近代光学基础》， 中国科学技术出版社，2003。
7、陈家壁 ，《光信息科学技术原理及应用》， 高等教育出版社，2004。