关于光学的科普知识文章-关于光学的科普知识文章有哪些

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于关于光学的科普知识文章的问题，于是小编就整理了2个相关介绍关于光学的科普知识文章的解答，让我们一起看看吧。

1. 工程光学为什么这么难？
2. 光是什么？所谓光源，光子，光波只是光的传播方式吗？

工程光学为什么这么难？

工程光学设计方面，好多环节都很难说哪个最精华、最具竞争力和最难，跟所处的产业状况相关。

谈光刻机的民粹还是很多的，谈光学设计方面，估计会冷场。先通过自己的理解科普下，光学设计的大致内容：

先要理解电磁波、干涉、光电效应、镜片的波前作用

高斯光学，理解像的基点

近轴光学计算（涉及一些函数计算和矩阵）

初级像差和***像差问题

对人眼视觉的理解

衍射和滤波

光学材料和镀膜技术

光的辐射和照度

元件结构的总体布局

波前像差和设计过程中必要光线追踪

个人觉得光学设计里面最精要的领域有几何光学、干涉衍射散射、材料应用以及像差的控制等。

工程光学难学是因为工程光学已发展为以光学为主，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。

它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光纤通信、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像、薄膜和集成光学、光学与光纤传感、光探测、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像、光电测量、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工等。所以作为光学工程师难。

光是什么？所谓光源，光子，光波只是光的传播方式吗？

光的本质人类研究了2000年才有了权威的解释。

这个问题放在1900年之前，甚至连科学家都无法窥探其本质。

你可以说光是能量，也可以说光是光量子，也可以说光是电磁波，这都是正确的。

我不用说的那么麻烦，我想大家都知道原子结构吧。

原子核被***一层电子包围着。这些电子以电子云的形式分布在原子核***。

说电子是电子云并不是说电子是云状的，而是人类无法同时确定电子的位置和速度信息。所以电子的轨道只能以概率来描述。这种概率概述就是我们常说的电子云。

电子在原子核外也是按照能级排列的。一般情况下电子可以释放能量，从激发态跃迁到基态。

而释放的能量就是光量子，这个就是光。

不过只有光子的波长在380nm～780nm之间的时候，才能被人的肉眼看见。如果波长不在这个范围，那么我们就无法看见。无法看见的光也就是我们常说的电磁波。

可见光就是波长在特定范围内的电磁波而已。

而且光子是微观粒子，任何微观粒子都具有波粒二象性。

由于自然界存在不确定性原理。我们无法同时确定电子的位置和速度，也无法同时确定光子和所有微观粒子的位置和速度（也可以视为动量）。

如果我们把光子的位置测得越准，那么光子就更倾向于粒子态，如果把动量测的越准，那么光子更倾向于波动态。反正光子的波动性和粒子性是其内秉属性。

这就是光，它是能量吸收和释放得基本单位。

光与火同属性，光是受同属性光源强烈自激所引起物质同性粒子共振，向周围空间做能量传递的过程。自激光源的大小决定着所能激发空间粒子波幅的大小，光越接近光源波幅就越大，越远离光源波幅就越小，最后光能用尽空间粒子就不在跳动，所以光能量的大小决定着光能传播的距离。光波正半周让空间粒子获得光能显现，光波负半周光能为负空间粒子失去光能为波。当我们抬头看见天上的满天星光，猜想那星光是由那个星球上的光粒子向我飞来的吗，如果那么多带着能量的光粒子在宇宙的飞，光粒子不照射在物质上能量就不会消失啦，那宇宙中早就应该被这些带着能量的光粒子加得很热才是，但宇宙物质还是很冷，原来我们的宇宙应该是充满了空间粒子，光能只是在这些空间粒子间传播。此文只是猜想。

什么是光？

我们都知道，光是一种“电磁波”，或者光是由“光子”构成的。但这一切意味着什么呢？

波粒二象性

我们先回到17世纪。

英国科学家艾萨克·牛顿(1642-1727)认为光是一束“微粒”或粒子。一个同样聪明的荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯(1629-1695)却坚信光是一种波。

自那时候起，关于光的本质，科学家们进行了几百年争论。

在某些方面，用粒子和用波都能解释光的一些表现，比如光的反射，你既可以认为光是一束匀质硬性小球，碰到物体表面被弹回，又可以认为光是波，它从物体表面反射回来，就像海浪从海堤上“反射”回来一样。

但还存在一些现象，让我们只能把光当成波，比如光的干涉和衍射条纹的出现。又有一些，让我们只能把波当成粒子，比如光电效应。

这个问题的真正答案，与其说是物理学，不如说是哲学和心理学的问题。我们对世界的理解是基于我们的眼睛和大脑对世界的理解。有时，在我们看来，光的行为像波；有时候光看起来像是一股粒子流。我们有两个思维上的分门别类，光并不完全适合它们中的任何一个。但事实上，光的本来面目，与我们的思维模式并不完全相符。

在300年后，终于“光具有波粒二象性”由爱因斯坦和德布罗意等科学家定论。

光从何而来?

我们都知道能量守恒，能量是不能凭空出现的，它必须来自某个地方。宇宙中有固定数量的能量，没有任何过程产生或破坏能量——它只是把一些现有的能量转化成一种或多种其他形式。它适用于光和其他任何东西。

那么光从何而来呢?

原子是构成万物的微小粒子。如图，原子的大部分质量集中在中心的原子核(红色)，由质子和中子聚集在一起构成。电子(蓝色)以壳层的形式围绕原子核排列(或称为轨道或能级)。电子的能量越大，它离原子核越远。

当原子处在稳定的“基态”，电子在它们正常的位置。

当它们吸收能量时，一个或多个电子被踢出原子核，进入更高的能级。我们说原子现在是“被激发的”。

然而，一个被激发的原子是不稳定的，它会迅速地试图回到它稳定的基态。电子从高能态衰变为低能态，多余的能量就会以光子的形式辐射出去。

还有其他的机制也会产生光。如果带电粒子加速(或减速)，就会发射出光子。如果一个粒子与它的反粒子碰撞，两者都可以湮灭，以光子的形式释放能量。

光是电磁辐射的一种形式。光是人类肉眼可见的唯一能量形式。

到此，以上就是小编对于关于光学的科普知识文章的问题就介绍到这了，希望介绍关于关于光学的科普知识文章的2点解答对大家有用。