光學發(fā)展簡史.doc

此文檔收集于網絡，僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網站刪除課程名稱： 光學 主講教師： 王丹 專業(yè)班級： 14光電 學號 201430320311 姓名 謝宇 成績 ： 光學發(fā)展簡史摘 要：光學是一門古老的科學，從遠古時期就已經開始有人研究光的學問；光學也是一門實用的科學，我們日常生活中的許多設備，技術都離不開光學的應用?；仡櫣鈱W的發(fā)展史，更有利于學習和把握光學這門有趣的科學。關鍵詞:光學 科學 學習 發(fā)展史 光學的發(fā)展，大體上可以分為五個時期萌芽時期，幾何光學時期，波動光學時期，量子光學時期和現代光學時期。 在萌芽時期，主要進行簡單光學元件的制造和基礎光學原理的研究。在此時期，先秦典籍已經記載了影的定義和生成，光的直線傳播性和針孔成像等光學原理1；這之后，西方的歐幾里得研究了光的反射，敘述了光的反射角等于入射角。在11世紀，阿拉伯學者伊本海賽木首次提出視覺是由物體發(fā)生的光輻射線引起的2。14世紀，波特研究了成像暗箱,即小孔成像原理。從15世紀末到16世紀初，凹面鏡、凸面鏡、眼鏡、透鏡以及暗箱和幻燈等光學元件相繼出現，對光學的研究即將到達一個峰點幾何光學。 緊接著的幾何光學時期，是光學真正成為一門科學的時期。從公元1590年到十七世紀初，詹森和李普希同時獨立發(fā)明了顯微鏡。在1608年，荷蘭的李普塞發(fā)明了第一架望遠鏡。光學儀器的相繼問世，給光學的研究插上了助推器。17世紀初，開普勒創(chuàng)設大氣折射理論，提出天體望遠鏡原理。從15世紀中葉到17世紀，斯涅耳和笛卡爾、費馬等經過一系列研究總結出的光的反射定律和折射定律，基本奠定了幾何光學的基礎。此后，在十七世紀中后葉，牛頓發(fā)現太陽光折射光譜和“牛頓環(huán)”，創(chuàng)立了光的“微粒說”3。但從17世紀開始，光的直線傳播原理已經不能解釋一些實驗現象：意大利人格里馬首先觀察到了光的衍射現象，接著，胡克和波意耳獨立地研究了薄膜所產生的彩色條紋干涉。自此，光學即將步入波動時期。 接下來的波動光學時期初步形成于19世紀。雖然在1690年，惠更斯就提出了光的波動說，建立惠更斯原理4。但直至1799年，托馬斯楊完成雙縫干涉實驗，才證明光以波動形式存在；而菲涅耳于1818年以楊氏乾涉原理補充了惠更斯原理，由此形成了今天為人們所熟知的惠更斯-菲涅耳原理，用它可圓滿地解釋光的干涉和衍射現象，也能解釋光的直線傳播。而在1860年前后，麥克斯韋指出光是一種電磁現象5。這個結論在1888年為赫茲的實驗證實。到了1896年，洛倫茲創(chuàng)立電子論，解釋了發(fā)光和物質吸收光的現象及光在物質中傳播的各種特點6。然而對于像熾熱黑體的輻射中能量按波長分布這樣重要的問題，洛倫茲理論還不能給出令人滿意的解釋。量子光學的大門即將被打開。緊接著在十九世紀末，光學進入量子光學時期。1900年，普朗克提出了輻射的量子論，并將光的量子稱為光子。量子論不僅很自然地解釋了灼熱體輻射能量按波長分布的規(guī)律，而且以全新的方式提出了光與物質相互作用的整個問題。1905年，愛因斯坦在研究光電效應時推廣了普朗克的上述量子論，進而提出了光子的概念7。這種從光子的性質出發(fā)，來研究光與物質相互作用的學科即為量子光學。1922年發(fā)現的康普頓效應，1928年發(fā)現的喇曼效應，以及當時已能從實驗上獲得的原子光譜的超精細結構，它們都表明光學的發(fā)展是與量子物理緊密相關的。此后，在20世紀中葉，激光問世，光學開始進入了一個新的時期。自20世紀50年代以來，人們開始把數學、電子技術和通信理論與光學結合起來，形成了所謂“傅里葉光學”8。再加上由激光所提供的相干光和由利思及阿帕特內克斯改進了的全息術，形成了光學信息處理技術，光纖通信就是以此工作的9?，F代光學的應用在我們的日常生活中擁有比較高的人氣，像全息技術和光纖通信。其中，我最感興趣的是全息技術，尤其是它在圖像和影視方面的應用。1譚戒甫. 墨經分類譯注.北京：中華書局，19812 歐幾里得-下載頻道CSDN.NET./download/zhongguoren000/8817023牛頓.牛頓光學.北京:北京大學出版社，20144惠更斯.惠更斯光論.北京：北京出版社，20125玻恩，沃耳夫.光學原理光的傳播、干涉和衍射的電磁理論（第七版）.北京:電子工業(yè)出版社，20096電子論_好搜百科/doc/6038032-6251040.html7吳大猷.理論物理(第二冊 )