(2.4)-3.撲朔迷離的光現(xiàn)象

物理學(xué)史光學(xué)發(fā)展史要求：1.古代哪些國家對光學(xué)做出貢獻(xiàn)，最早的是哪個(gè)國家？2.望眼鏡、顯微鏡、光的折射定律、光的色散、光的本質(zhì)的研究都哪些科學(xué)家做出貢獻(xiàn)？3.波動(dòng)光學(xué)的建立中哪些科學(xué)家做出貢獻(xiàn)？4.光速測定過程5.光譜的研究光學(xué)發(fā)展簡史幾何光學(xué)波動(dòng)光學(xué)量子光學(xué)近代光學(xué)3光學(xué)形成基礎(chǔ)幾何光學(xué)的建立1.概述：（1）時(shí)間：約公元前500年～公元1600年（2）特點(diǎn)：方法--直觀感受和簡單實(shí)驗(yàn)，迷茫中摸索、緩慢前進(jìn)

（3）成就：反射定律，面鏡、透鏡的發(fā)明與應(yīng)用一、萌芽時(shí)期——早期史2.我國光學(xué)史（1）春秋戰(zhàn)國時(shí)期的墨翟（公元前468－376）的《墨經(jīng)》積累了關(guān)于光的直進(jìn)、折射、反射、小孔成像、凹凸面鏡等光學(xué)知識（2）宋代的沈括（1031—1095）在《夢溪筆談》中，記載了極為豐富的幾何光學(xué)知識。（3）元代的趙友欽（1279—1368）著有《革象新書》，書中記有“小罅光景”的大型光學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中討論了物體表面照度與光源發(fā)光強(qiáng)度以及距離之間的關(guān)系。3.古希臘對光學(xué)的研究（1）歐幾里德（古希臘，公元前330—275）也提出了光的直線傳播性，在《光學(xué)》一書中主張光的觸覺說（柏拉圖等），畢達(dá)哥拉斯、德莫克利特等主張物體的發(fā)射說。（2）公元二世紀(jì)，托勒密（希臘人，公元70－147）研究了折射現(xiàn)象，著有《光學(xué)》，書中記載光由空氣進(jìn)入水折射角和入射角成正比。

光學(xué)之父，1015年出版7卷《光學(xué)全書》中研究了：（1）眼睛的結(jié)構(gòu)，如“網(wǎng)膜”“角膜”“玻璃狀體”“前房液”等術(shù)語（2）認(rèn)為視覺是光線從物體發(fā)出進(jìn)入人眼所致（3）認(rèn)為光的入射線、反射線和法線都在一個(gè)平面內(nèi)（4）研究了球面鏡、拋物鏡成像問題（5）發(fā)明了凸透鏡，并對它進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，所得的結(jié)果接近于近代關(guān)于凸透鏡的理論。（6）解釋了太陽、月亮在地平線附近看似較大的原因。4.阿拉伯人：阿勒—哈增（965—1038）（伊本·海賽姆）（3）1299年，阿瑪?shù)伲ㄊ兰o(jì)）發(fā)明了眼鏡因此到15世紀(jì)和16世紀(jì)紀(jì)，凹面鏡，凸面鏡，眼鏡透鏡等光學(xué)元件已相繼出現(xiàn)羅吉爾.培根曾經(jīng)論述過制作折射望遠(yuǎn)鏡的可行性。5.歐洲人的研究工作（1）1278年威廉.馮.莫爾貝,將阿勒.哈增的著作翻譯（2）在歐洲建立了牛津大學(xué)(1168)、劍橋大學(xué)(1209)、

巴黎大學(xué)(1253)和波倫亞大學(xué)羅吉爾?培根（約1214--1294）英國13世紀(jì)杰出的科學(xué)家。大膽同迷信、反動(dòng)教會(huì)作斗爭，是近代自然科學(xué)的先驅(qū)。他提倡：①倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法研究自然他是當(dāng)時(shí)唯一旗幟鮮明地主張科學(xué)實(shí)驗(yàn)的人。通過實(shí)驗(yàn)培根發(fā)現(xiàn)了火藥的成分；發(fā)明了暗室；用光線在雨滴中的折射解釋了虹的成因；提出用平凸透鏡制成望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想；研究過蒸汽的作用，并預(yù)言可以造出不用人力漿的航船，不用馬拉的自動(dòng)行駛的車，以及能在天上飛行的裝置等。②重視對數(shù)學(xué)的研究實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合是近代物理學(xué)產(chǎn)生的重要支柱。這種方法在西方始于阿基米德，經(jīng)培根提到原則的高度，預(yù)示著近代科學(xué)即將誕生。

培根的思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他的時(shí)代，并寫了很多著作。由于培根的科學(xué)思想為當(dāng)時(shí)的教會(huì)所不容，在教會(huì)的嚴(yán)格監(jiān)視下，培根在巴黎寺院里生活了10年，后來又被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄14年之久，出獄后兩年便與世長辭。他的主要著作《大著作》、《小著作》、《第三著作》等也沒有流傳，只有其中一小部分以手抄本的形式保留下來。二、幾何光學(xué)時(shí)期1.概述：（1）時(shí)間：17世紀(jì)初～18世紀(jì)末（2）特點(diǎn)：是光學(xué)發(fā)展史上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，是光學(xué)系統(tǒng)研究的真正起點(diǎn)，出現(xiàn)了較成型的理論。（3）成就：建立了光的反射定律和折射定律望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的發(fā)明，開始對光的本質(zhì)的研究。（4）代表人物：牛頓—微粒說認(rèn)為光是在空間按一定方向旋轉(zhuǎn)的微粒流?；莞埂耙蕴闭f，認(rèn)為是在“以太”介質(zhì)中傳遞的波2.光學(xué)儀器：（1）李普塞（HansLippershey，1587－1619）荷蘭人，制作了第一架望遠(yuǎn)鏡，促進(jìn)了天文學(xué)和航海事業(yè)的發(fā)展（2）延森（1588—1632）和馮特納（1580－1656）最早制作了復(fù)合顯微鏡，為生物學(xué)的研究提供了強(qiáng)有力的工具。（3）1609年，伽里略（意大利人，1564—1642）制造了用凸透鏡做物鏡，用凹透鏡做目鏡的伽里略望遠(yuǎn)鏡。他的不朽的功勛之一是第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡指向天空，當(dāng)時(shí)的目的是為了證實(shí)哥白尼（波蘭人。1473—1543）的日心說。（4）開普勒（德國人，1571—1630）匯集前人的光學(xué)知識，于1611年發(fā)表了《屈光學(xué)》一書。書中記載：他研究了折射現(xiàn)象，斷定托勒密關(guān)于折射定現(xiàn)的結(jié)論并不正確（5）反射式望遠(yuǎn)鏡

1668年牛頓第一個(gè)設(shè)計(jì)并制作了反射式望遠(yuǎn)鏡（長6英寸，直徑1英寸，放大倍數(shù)30—40）

1672年牛頓制作了更大的送給皇家學(xué)會(huì)

羅馬耶穌會(huì)會(huì)員祖基和墨森最早設(shè)計(jì)，但沒有完成（1）早期：

托勒密（公元100—170）在《光論》論述折射角與入射角成正比

大約過了一千年，阿勒·哈增認(rèn)識到入射線、反射線和反光鏡的法線總是在同一平面，入射線與反射線各處于法線的一側(cè)。

1611年，開普勒在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，寫了《折光學(xué)》一書，書中記載他的實(shí)驗(yàn)，雖然沒有找到正確的折射定律表達(dá)式，但通過這些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了全反射3.折射定律的建立（2）建立：

1621年斯涅耳（荷蘭人，1591－1626）從實(shí)際測量中抽象得出（這一定律的表述是在斯涅耳去世后，惠更斯于1626年在他的遣稿中找到的）

苗卡兒（法國人，1596—1650），從光的微粒觀念（他傾向于光的波動(dòng)說推導(dǎo)出折射定律的。在1637年出版的《折光學(xué)》一書中，他第一個(gè)正式公布具有現(xiàn)代形式的折射定律，把余割之比換成了正弦之比。（3）完善費(fèi)馬（法國人，1601一1665）在1657年，提出費(fèi)馬原理原理，推導(dǎo)出光的反射定律和折射定律。（1）概述：牛頓在1704年出版的《光學(xué)---論光的反射、折射、彎曲和顏色》一書中，書中描述了他所做過的實(shí)驗(yàn)和所得出的結(jié)論。（2）起因：1666年，牛頓（I.Newton，1642—1727）用三棱鏡作色散實(shí)驗(yàn)，他為了改善望遠(yuǎn)鏡頭而磨制三棱鏡，從而發(fā)現(xiàn)了色散現(xiàn)象。證明了白光是由各種色光復(fù)合而成的4.光的色散現(xiàn)象的研究（3）牛頓紙板實(shí)驗(yàn)斷定蘭光折射得比紅光更厲害些，并得出透鏡聚光時(shí)，蘭光和紅光一定是聚集在離透鏡不同的距離上。（4）說明：（1）亞里士多德的觀點(diǎn)

顏色是人們主觀的感覺

顏色都是白與黑按光的比例混合的結(jié)果。

白色陽光彩色玻璃窗之后變得五顏六色，是被染了色（2）牛頓的解釋不同顏色的光線具有不同的折射本領(lǐng)，被牛頓用來解釋虹的成因。牛頓根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也提出了錯(cuò)誤的看法，他斷定透鏡成象存在根本的缺點(diǎn)，即不能形成清晰的物象5.光的本性（1）波動(dòng)說：

笛卡兒的觀點(diǎn)：主張波動(dòng)說，認(rèn)為光本質(zhì)是一種壓力，在以太中傳遞，速度無限大。但他卻又用小球的運(yùn)動(dòng)來解釋光的反射和折射。

胡克的貢獻(xiàn)：在《顯微術(shù)》一書，主張“光是一種振動(dòng)”。并根據(jù)云母片的薄膜干涉現(xiàn)象作出判斷，認(rèn)為光是類似水波的某種快速脈沖胡克提出：發(fā)光是說明“運(yùn)動(dòng)的部分”返回來了。提出這種運(yùn)動(dòng)不可能是圓運(yùn)動(dòng)，球狀運(yùn)動(dòng)，其他的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)?！八且环N很短的振動(dòng)”胡克也觀察到了衍射現(xiàn)象，并和玻義耳（英國人，1627—1691）獨(dú)立地研究了薄膜所產(chǎn)生的彩色干涉條紋。是波動(dòng)光學(xué)的萌芽。包含有波前、波面的概念。并把有關(guān)波面的思想用于對光的折射現(xiàn)象的研究，然后又討論了薄膜的顏色。從強(qiáng)光和弱光的超前；落后來說明光的顏色。這種想法雖然是不正確的，但是他卻接觸到薄膜干涉的基本要領(lǐng)—前后兩面上反射光的疊加，可以說，這已經(jīng)包含了兩束光的位相差的初步概念。

惠更斯（荷蘭人，1629一1695）的工作：發(fā)展了胡克的思想。他進(jìn)一步提出光是發(fā)光體中微小粒子的振動(dòng)在彌漫于宇宙空間的以太中的傳播過程，光的傳播方式與聲音類似1690年出版的一部書《論光》。他還把光的傳播方式和聲音在空氣中的傳播作比較，明確地提出關(guān)于光是一種波動(dòng)的想法。又根據(jù)光速的有限性論證了光是從煤質(zhì)的一部分依次向其他部分傳播的一種運(yùn)動(dòng)。它和聲波、水波一樣是球面波?；莞箯墓馐遣▌?dòng)的傳播這一觀念出發(fā)，提出了惠更斯原理惠更斯利用波動(dòng)說和繪制波前圖的方法，很好的解釋了反射、折射以及方解石的雙折射現(xiàn)象。提出尋常光線的波面是通常的球面，而非常光線的波面是一個(gè)橢球面的思想。當(dāng)用惠更斯的波動(dòng)說解釋光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象時(shí)卻遇到了困難?；莞沟牟▌?dòng)說是不夠完善的，他所謂的波看來只是一種脈沖。又認(rèn)為它是一種縱波。也沒有建立起波的周期性的概念。（2）粒子說：

牛頓對波動(dòng)說的反對第一：他認(rèn)為光的波動(dòng)說不能很好地說明光的直線傳播第二，波動(dòng)說不能解釋偏振現(xiàn)象。第三：對“以太”的懷疑，他寫道：“對于天空為流體媒質(zhì)（除非它們非常稀?。┧顫M的那種主張，一個(gè)最大的反對理由在于行星和彗星在天空中各種軌道上的運(yùn)動(dòng)是那樣地有規(guī)則和持久。

牛頓的觀點(diǎn)傾向于微粒說，認(rèn)為光可能是微粒流，這些微粒從光源飛出，在真空或均勻媒質(zhì)中作慣性運(yùn)動(dòng)但在研究牛頓環(huán)時(shí)，卻認(rèn)識到了光的周期性，使他把微粒說和以太振動(dòng)的思想結(jié)合起來，對干涉條紋作出了自己的解釋?？梢姡徽撌堑芽▋哼€是牛頓，都沒有對光的本性作出肯定的判斷。

十七世紀(jì)還討論了另一個(gè)問題，即“是不是有一個(gè)有限的光速？”笛卡兒采取否定的態(tài)度，而伽里略是肯定的。在整個(gè)十八世紀(jì)，光學(xué)幾乎沒有什么發(fā)展，多數(shù)科學(xué)家贊成光的微粒說，而歐拉（瑞士人，1707—1783）和伯努利（瑞士人。1700—1782）卻堅(jiān)持和發(fā)展了“從太”的波動(dòng)理論。（4）微粒說一直占著統(tǒng)治的地位原因

在十七、十八世紀(jì)，研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科——古典力學(xué)已經(jīng)建成，并且在解釋自然現(xiàn)象和指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐方面卓有成效。

從社會(huì)情況來看，正如恩格斯指出的那樣“這個(gè)時(shí)代的特征是一個(gè)特殊的總觀點(diǎn)的形成，這個(gè)總觀點(diǎn)的中心是自然界絕對不變這樣一個(gè)見解?！?/p>

牛頓建立了古典力學(xué)，牛頓的威望比惠更斯的威望高，所從權(quán)威提出的理論容易被人接受。

波動(dòng)說本身不夠完善。光學(xué)的發(fā)展與完善------波動(dòng)光學(xué)的建立一、波動(dòng)光學(xué)概述1.時(shí)間：19世紀(jì)

2.特點(diǎn)：是人類對光本性的認(rèn)識步入正確途徑的開始，在光學(xué)的發(fā)展史上有著極深刻的影響。

3.成就：光的電磁理論的建立，成功地解釋干涉、衍射、偏振、發(fā)射、吸收、色散等現(xiàn)象。4.代表人物：托馬斯.楊—干涉菲涅爾—衍射二、干涉的發(fā)現(xiàn)------托馬斯-楊（ThomasYoung，1773～1829）的貢獻(xiàn)1.概述：英國醫(yī)生、物理學(xué)家，光的波動(dòng)說的奠基人之一。博學(xué)：涉獵甚廣，光波學(xué)、聲波學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、造船工程、潮汐理論、毛細(xì)作用、用擺測量引力、虹的理論……力學(xué)、數(shù)學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、語言學(xué)、動(dòng)物學(xué)、埃及學(xué)……興趣廣泛：他對藝術(shù)還頗有興趣，熱愛美術(shù)，幾乎會(huì)演奏當(dāng)時(shí)的所有樂器，并且會(huì)制造天文器材，還研究了保險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)問題。而且托馬斯·楊擅長騎馬，并且會(huì)耍雜技走鋼絲勤奮：是一個(gè)將科學(xué)和藝術(shù)并列研究、對生活充滿熱望的天才，我們幾乎可以這樣說：他生命中的每一天都沒有虛度。2.特點(diǎn)：天才兒童1773年6月13日出生2歲時(shí)學(xué)會(huì)閱讀，對書籍表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣4歲能將英國詩人的佳作和拉丁文詩歌背得滾瓜爛熟；不到6歲已經(jīng)把圣經(jīng)從頭到尾看過兩遍9歲掌握車工工藝，制作一些物理儀器；幾年后他學(xué)會(huì)微積分和制作顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡；14歲之前，他已經(jīng)掌握10多門語言讀完了牛頓的《原理》、拉瓦錫的《化學(xué)綱要》等科學(xué)著作，才智超群。26歲時(shí)把羅塞塔石碑的碑文的譯文發(fā)表成書的第一人3.簡歷：1792年19歲的楊來到倫敦學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)1794年，楊21歲，由于研究了眼睛的調(diào)節(jié)機(jī)理，他成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1795年，他來到德國的格丁根大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，一年后便取得了博士學(xué)位1801年完成雙縫實(shí)驗(yàn)1814年，41歲的時(shí)候，楊對象形文字產(chǎn)生了興趣轉(zhuǎn)向考古學(xué)研1829年因病去世，終年56歲。就在他去世前還在編寫一本埃及字典。4.主要貢獻(xiàn)（1）物理：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)：1801年--“物理最美實(shí)驗(yàn)”之一楊氏模量：用來測量一個(gè)物體的彈性。視覺和顏色：是生理光學(xué)的創(chuàng)始人。1793年提出人自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。1801年第一個(gè)研究散光。提出色覺取決于眼睛里的三種不同的神經(jīng)感覺紅色，綠色，和紫色。（2）醫(yī)學(xué)血流動(dòng)力學(xué)有重要貢獻(xiàn)：1808年在英國皇家醫(yī)學(xué)院所作題為“心臟和血管的功能”的報(bào)告，1813年《醫(yī)學(xué)文學(xué)的介紹》；1813年《實(shí)踐鼻科》；1815年《虛損類病的歷史和治療》等等。（3）語言：托馬斯·楊曾對400種語言做了比較，并在1813年提出“印歐語系”。埃及象形字：托馬斯·楊也是最先嘗試翻譯埃及象形文的歐洲人之一（4）作品1807年《自然哲學(xué)與機(jī)械工藝課程》1813年《醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)介紹及實(shí)用疾病分類學(xué)》1821年《拉普拉斯天體力學(xué)原理闡明》1801《聲和光的實(shí)驗(yàn)和探索綱要》1973年《對視覺過程的觀察》1807年《自然哲學(xué)講義》面對牛頓如日中天的氣勢，楊以不唯名的勇敢精神說：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并非因此認(rèn)為他是百無一失的。我遺憾地看到他也會(huì)弄錯(cuò)，而他的權(quán)威有時(shí)或許阻礙了科學(xué)的進(jìn)步?！毙〔迩和旭R斯.楊由于提出干涉原理受到了一些權(quán)威學(xué)者的圍攻，其中有一位以牛頓學(xué)術(shù)權(quán)威自居的布魯厄姆攻擊得最為刻薄，說他的文章沒有任何價(jià)值，稱不上是實(shí)驗(yàn)，干涉原理是荒唐和不合邏輯的，一二十年，竟沒有人理解他的工作，為回駁布魯厄姆專門撰寫的論文竟無處發(fā)表，只好印成小冊子，小冊子出版后，只賣出一本。1800年，楊在論文《在聲和光方面的實(shí)驗(yàn)和問題》中，提出了反對微粒理論的新論據(jù)：①在解釋由強(qiáng)光和弱光源所發(fā)出的光粒子有同樣的速度方面碰到的困難，②在解釋射線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，一部分不斷地被反射，而另一部分不斷地發(fā)生折射的困難。首次提出干涉這個(gè)術(shù)語。5.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)

楊在1801年的報(bào)告中，已經(jīng)形成波動(dòng)光學(xué)的基本原理，他提出了比惠更斯進(jìn)一步的四條假設(shè)和八條命題。推導(dǎo)出光的傳播速度和以太的彈性和密度有關(guān)；也解決了惠更斯所沒有解決的問題——波為什么不向后面?zhèn)鞑?；用命題解釋了牛頓環(huán)。并測定了光波的波長和波數(shù)，因此，波動(dòng)光學(xué)的基本概念——波長，也是楊首次提出的。

在1801年，發(fā)表于《哲學(xué)會(huì)報(bào)》上的論文中，解釋了干涉現(xiàn)象。關(guān)于楊氏的干涉實(shí)驗(yàn)和原理，后來被記載在1807年出版的他的基礎(chǔ)性論著《自然哲學(xué)講義》中，書中描述了雙縫干涉的基本實(shí)驗(yàn)，而縫的圖象是產(chǎn)生干涉和計(jì)算的基礎(chǔ)。1.衍射的發(fā)現(xiàn)：格里馬第觀察到衍射現(xiàn)象三、衍射的研究意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。

1618年生于意大利的波洛尼亞，成年后任波洛尼亞大學(xué)教授，

1640年至1650年期間研究了物體的下落問題，確定物體的下落距離與時(shí)間平方成正比。他們還通過精確計(jì)量擺的振動(dòng)計(jì)算了地球的引力常量。

制作設(shè)備測量了月球山脈以及云的高度

精確地觀察并描述光衍射現(xiàn)象的人。他通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光穿過一個(gè)小孔后并非沿直線前進(jìn)的，而是形成一個(gè)光錐。提出“衍射“一詞。他的工作在他去世后的1665年發(fā)表。格里馬第(FrancescoMariaGrimaldi,1618—1663)（1）生平：菲涅耳(1788～1827)

是法國土木工程兼物理學(xué)家1806年畢業(yè)于巴黎工藝學(xué)院，1809年又畢業(yè)于巴黎橋梁與公路學(xué)校。1823年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士，1825年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1827年7月14日因肺病醫(yī)治無效而逝世，終年僅39歲。2.菲涅耳的功績（2）貢獻(xiàn)：

衍射問題的研究惠更斯--菲涅耳原理，完善了光的衍射理論。研究求衍射光強(qiáng)方法他提出了把波陣面分解為波帶的近似計(jì)算方法，并用于研究屏幕邊緣和圓孔的衍射，計(jì)算和實(shí)驗(yàn)符合得很好

制作光學(xué)元件如：雙面鏡干涉、波帶片、菲涅耳透鏡、圓孔衍射等。

偏振現(xiàn)象的研究1821年研究偏振光的干涉，確定了光是橫波（與D.F.J.阿拉果合作）；1823年發(fā)現(xiàn)了光的圓偏振和橢圓偏振現(xiàn)象，用波動(dòng)說解釋了

偏振面的旋轉(zhuǎn)

他推出了反射定律和折射定律的定量規(guī)律，即菲涅耳公式

解釋了馬呂斯的定律和雙折射現(xiàn)象，奠定了晶體光學(xué)的基礎(chǔ)。被譽(yù)為“物理光學(xué)的締造者”。（3）人物特點(diǎn)遲鈍少年：8歲不會(huì)閱讀9歲茅塞頓開，顯示出技術(shù)才能

名人之家：父親建筑師，母親梅里美家族成員

（普洛斯佩爾

梅里美

法國文學(xué)家

代表作《卡門》）

牢獄之災(zāi)：引發(fā)對拿破侖入獄，在獄中堅(jiān)持光學(xué)研究

挑戰(zhàn)權(quán)威：泊松斑艱難的科學(xué)歷程：

負(fù)債累累：

英年早逝：3.阿拉果的貢獻(xiàn)(Arago,DominiqueFrancoisJean）1786.2.26—1853.10.2A人物特點(diǎn)：經(jīng)歷豐富：從政、編輯、研究超強(qiáng)的自學(xué)能力：15歲去巴黎自學(xué)學(xué)習(xí)了歐拉的無限小量分析、拉格朗日的解析函數(shù)理論和分析力學(xué)、拉普拉斯的天體力學(xué)廣交朋友：畢奧、泊松、蓋·呂薩克大膽質(zhì)疑：1786.2.26生在法國東部，是一個(gè)具有西班牙血統(tǒng)的中等地主家庭里1795年遷居省的首府佩皮尼昂市，阿拉果在那里完成了他的基礎(chǔ)教育，立志要當(dāng)拿破侖軍隊(duì)炮兵軍官，決心上綜合工科學(xué)校1804年經(jīng)泊阿松推薦，擔(dān)任了巴黎天文臺的秘書，從而認(rèn)識了拉普拉斯等名人。1806年畢業(yè)擔(dān)任了經(jīng)度局秘書；同年和畢奧一起參加遠(yuǎn)征西班牙的大地測量隊(duì)。1808年法西戰(zhàn)爭爆發(fā)，阿拉果被囚禁數(shù)月。1809年帶了全部測量資料歸國。1809年被選入法蘭西研究院，得票甚至超過了著名的泊阿松。1816年又他當(dāng)上了《經(jīng)度局年報(bào)》的主要撰稿人，同年又和蓋·呂薩克共任《化學(xué)和物理學(xué)年報(bào)》的主編。1820年以前和菲涅耳共同研究偏振光的干涉，重振光的波動(dòng)說，與堅(jiān)持光的微粒說的拉普拉斯、畢奧、泊阿松展開了激烈的論戰(zhàn)。1820年后，阿拉果轉(zhuǎn)向電磁學(xué)研究，以研究旋轉(zhuǎn)銅盤對磁針的效應(yīng)而獲得了1825年的科普利獎(jiǎng)。1830年，阿拉果出任天文臺臺長，并繼傅里葉之后擔(dān)任科學(xué)院終身秘書。1830年7月革命后，阿拉果先后被選為家鄉(xiāng)和巴黎的議員；1848年2月革命中，臨時(shí)政府成立，他任海軍和陸軍部長、執(zhí)委會(huì)主席，曾簽署過不少改革方案。6月革命后，阿拉果退出政界。1850年，視力突然衰退，這迫使他放棄了測光速實(shí)驗(yàn)，而由傅科和菲佐完成。1850年拒絕向路易·波拿巴政府宣誓效忠，毅然辭去經(jīng)度局的職務(wù)，但未獲得批準(zhǔn)。1853年10月2日，阿拉果在巴黎去世。4.夫瑯和費(fèi)貢獻(xiàn)（1）

生平：夫瑯和費(fèi)JosephvonFraunhofer(1787～1826)，德國人，父親是玻璃工匠。夫瑯和費(fèi)幼年當(dāng)學(xué)徒，后來自學(xué)了數(shù)學(xué)和光學(xué)。1806年他在巴伐利亞的貝內(nèi)迪克特博伊倫的光學(xué)工場當(dāng)了工匠1818年任經(jīng)理1823年擔(dān)任慕尼黑科學(xué)院物理陳列館館長慕自學(xué)成才,勤奮刻苦,終身未婚1826年6月7日因肺結(jié)核在慕尼黑逝世。（2）貢獻(xiàn)：1814年發(fā)現(xiàn)了太陽光譜中的若干條暗線(現(xiàn)稱為夫瑯和費(fèi)線)。并測出它們的波長，將576條暗線編制成表，精確測量玻璃的折射率，提高光學(xué)玻璃質(zhì)量和體積設(shè)計(jì)和制造了消色差透鏡首創(chuàng)用牛頓環(huán)方法檢查光學(xué)表面加工精度及透鏡形狀。制造大型折射望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器。1821年發(fā)表了平行光單縫衍射的研究結(jié)果（后人稱平行光衍射為夫瑯和費(fèi)衍射），制成260條平行線組成的光柵并定量地研究了衍射光柵，用它測量了光的波長。1823年他又用金剛石刀刻制了玻璃光柵（3200條/巴黎寸），給出了至今通用的光柵方程。夫瑯和費(fèi)（左2）正在展示他的光譜儀丹麥醫(yī)生、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。1625年出生于丹麥的羅斯基勒郡1664年在帕多瓦大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,然后在哥本哈根大學(xué)教授數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)。巴托林納斯發(fā)展了笛卡兒的數(shù)學(xué)和光學(xué)，他最著名的工作是1669年發(fā)現(xiàn)光線通過冰洲石的雙折射現(xiàn)象。惠更斯根據(jù)巴托林納斯的論文進(jìn)一步研究冰洲石的雙折射現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象。巴托林納斯還是丹麥著名物理學(xué)家羅默(Romer)的老師。5.補(bǔ)充：早期偏振--雙折射現(xiàn)象

---巴托林納斯(ErasmusBartholinus,1625—1698)5.完善磁致旋光：

1845年，法拉第（英國人，1791—1867）發(fā)現(xiàn)了偏振光的振動(dòng)面在強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，從而揭示了光和電磁的內(nèi)在聯(lián)系。光速大小：

1856年韋伯（德國人，1804－1891）和柯爾勞斯（德國人，1809—1858）發(fā)現(xiàn)電荷的電磁單位和靜電單位的比值等于光在真空中的傳播速度。四、光速的測定（1）伽利略測量光速的方法1607年,他和助手曾分別站在兩個(gè)山頭上，用燈閃光方法測定光速，但實(shí)驗(yàn)沒有成功（2）天文學(xué)方法

羅末由木衛(wèi)蝕測量光速

由丹麥人奧羅斯·羅末(1644-1710)于1675年提出，惠更斯據(jù)此觀察計(jì)算出了光的傳播速度：214000千米/秒意義：揭示了光的傳播需要時(shí)間，即光速有限。

由光行差測量光速

1725—1728年間，英國天文學(xué)家布拉德雷（Bradley)在地球上觀察恒星時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒星的視位置在不斷地變化，在一年之內(nèi)，所有恒星似乎都在繞橢圓軌道運(yùn)行一周．他認(rèn)為這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于恒星發(fā)出的光傳到地面時(shí)需要一定的時(shí)間，而在此時(shí)間內(nèi)，地球已因公轉(zhuǎn)而發(fā)生了位置的變化。（3）光速的實(shí)驗(yàn)室測定方法五、光譜的研究1.概述：

1666年牛頓的色散實(shí)驗(yàn)開始了光譜研究的歷史，但沒有觀察到光譜譜線。

1748年-1749年英國的梅耳維爾用棱鏡觀察了火焰光譜，包括納的黃線。

1800年，英國天文學(xué)家赫謝爾測量了太陽光譜中各部分的熱效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)紅端輻射溫度較高。他注意到紅端以外的區(qū)域，也具有熱效應(yīng)，從而發(fā)現(xiàn)了紅外線。1801年，德國科學(xué)家里特(Ritter)發(fā)現(xiàn)在光譜紫色的外側(cè)仍能使氯化銀變黑，且比紫光的化學(xué)作用更強(qiáng)烈，從而發(fā)現(xiàn)了紫外線。1802年沃拉斯頓(Wollaston)觀察到太陽光譜的不連續(xù)性，發(fā)現(xiàn)中間有多條黑線，但他誤認(rèn)為是顏色的分界線。※1803年托馬斯楊的干涉實(shí)驗(yàn)提供了測量波長的方法.1814-1815年德國物理學(xué)家夫瑯和費(fèi)編繪的太陽光譜圖，內(nèi)有多條黑線，1821年-1822年期間，夫瑯和費(fèi)詳細(xì)地研究了衍射現(xiàn)象，確定了主要暗線的波長，如λD=588.77μm.

2.光譜分析的誕生

1832年布儒斯特發(fā)現(xiàn)透過發(fā)煙硝酸的太陽光的光譜中有暗線和光譜帶，他認(rèn)為，這些暗線產(chǎn)生于地球大氣對光的吸收，或是太陽大氣對光的吸收。

1845年英國化學(xué)家米勒研究了金屬鹽類火焰的吸收光譜和發(fā)射光譜，證實(shí)了鈉的明線和太陽光譜中的D線恰好相合。

1849年傅科把蘇打涂在弧光燈碳棒的前端：同一電弧在產(chǎn)生D線的同時(shí)，還吸收別處來的D線。3.光譜分析理論的建立：

1859年，基爾霍夫和本生(Bunsen)合作研究了各種物質(zhì)的火焰光譜和火花光譜，在他們合寫的論文《借助光譜觀察進(jìn)行化學(xué)分析》中指出：“無論含有金屬的化合物的位置何等不同，也無論這些單獨(dú)火焰的溫度的差別是何等巨大，都不會(huì)對相應(yīng)的個(gè)別金屬的譜線位置發(fā)生任何影響。”這一結(jié)論為化學(xué)分析提供了強(qiáng)大的武器，為物理學(xué)開辟了光譜分析的新領(lǐng)域。(4)氫光譜規(guī)律

1868年，瑞典埃格斯特朗的“標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜”圖表-----?。

1868年從氣體放電的光譜中找到了氫的紅線Hα，并證明它就是夫朗和費(fèi)從太陽光譜發(fā)現(xiàn)的C線，后來又發(fā)現(xiàn)了另外幾根可見光區(qū)域的氫譜線，測量了它們的波長。

1880年，胡金斯(Huggins)和沃格爾(Vogel)成功地拍攝了恒星的光譜，發(fā)現(xiàn)氫的光譜線一直擴(kuò)展到紫外區(qū)，組成一光譜系(5)巴爾末(Balmer,1825-1898)于1884年6月25日向全國科學(xué)協(xié)會(huì)報(bào)告了自己的發(fā)現(xiàn)：

次年發(fā)表了論文《論氫光譜系》。氫原子的巴爾末系(6)里德伯的普遍公式思考題1.簡述17世紀(jì)幾何光學(xué)的主要成就。2.牛頓是如何進(jìn)行色散實(shí)驗(yàn)的？這個(gè)實(shí)驗(yàn)的意義是什么？3.光的微粒說與波動(dòng)說各自的主要論點(diǎn)是什么？4.試述托馬斯·楊對光學(xué)的主要貢獻(xiàn)。5.惠更斯對雙折射的研究有什么貢獻(xiàn)？馬呂斯對雙折射的進(jìn)一步研究說明了什么問題？他們對光的本性的認(rèn)識有什么重要意義？6.菲涅爾對于干涉和衍射的研究有哪些特點(diǎn)？7.菲涅爾與夫瑯和費(fèi)對光的衍射的研究，從方法上各有哪些特點(diǎn)？8.簡述光速測定的演變過程。9.簡述19世紀(jì)對太陽光譜研究的主要進(jìn)展。經(jīng)典光學(xué)領(lǐng)域物理學(xué)家一覽表國籍中譯名英文名生卒年終年人物關(guān)系與獲獎(jiǎng)荷蘭斯涅耳Willebrord

Snellius1580-162646歲

折射定律法國費(fèi)馬PierredeFermat1601-166564歲

費(fèi)馬原理意大利格里馬第FrancesoMariaGrimaldi1618-166345歲

首先發(fā)現(xiàn)衍射丹麥巴塞林那斯ErasmusBartholinus1625-169873歲

雙折射荷蘭惠更斯ChristianHuygens1629-169566歲

波動(dòng)說丹麥羅默OlausRoemer1644-171066歲

側(cè)光速英國托馬斯·楊ThomasYoung1773-182956歲

雙縫實(shí)驗(yàn)英國布儒斯特DavidBrewster1781-186887歲偏振光法國菲涅耳Augustin-JeanFresnel1788-182739歲

衍射、偏振56光學(xué)的發(fā)展一、量子光學(xué)時(shí)期1.概述：時(shí)間：19世紀(jì)末～20世紀(jì)60年代特點(diǎn)：對光的研究由宏觀進(jìn)入微觀的時(shí)代成就：揭示了光的本質(zhì)，提出量子化思想代表人物：普朗克—輻射量子論愛因斯坦—光量子理論德布羅意—物質(zhì)波學(xué)說。2.黑體輻射的研究（1）來源：1859年基爾霍夫物體熱輻射的發(fā)射本領(lǐng)e(v,T)和吸收本領(lǐng)a(v,T)的比值都相等，并等于該溫度下黑體對同一波長的輻射度（2）實(shí)驗(yàn)規(guī)律：（3）歸納總結(jié)：1879年斯特潘根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出黑體輻射總能量與黑體溫度四次方成正比的關(guān)系Stefan’sLaw1893年維恩經(jīng)驗(yàn)式子

維恩定律：

1896年，德國物理學(xué)家維恩通過半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法，得到一個(gè)輻射能量分布公式：

這個(gè)公式只在短波區(qū)、溫度較低時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合，而在長波區(qū)不符。

瑞利——金斯定律公式卻只在長波區(qū)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合，短波區(qū)不符。由于輻射能量與頻率ν的平方成正比，因此當(dāng)波長接近紫外時(shí)，能量為無限大!即在紫色端發(fā)散。（4）理論解釋附：瑞利（1842～1919）Rayleigh，Baron英國物理學(xué)家。原名J.W.斯特拉特1842年11月12日生于埃塞克斯的威特姆1863年20歲入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)1866年（3年）后以優(yōu)異成績畢業(yè)1868年（畢業(yè)后第二年）被選為三一學(xué)院研究員1873年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員1879～1884年任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室主任1885～1896年任皇家學(xué)會(huì)秘書1905～1908年任會(huì)長，1908年起任劍橋大學(xué)校長1919年6月30日去世貢獻(xiàn)：（1）1877～1878年《聲學(xué)原理》兩卷，為近代聲學(xué)奠定了基礎(chǔ)（2）導(dǎo)出了分子散射公式他對“天空為什么呈藍(lán)色”作了理論解釋，（3）第一個(gè)對光學(xué)儀器的分辨率給出明確的定義（4）1895年發(fā)現(xiàn)了空氣中的一個(gè)稀有元素—?dú)宥@得1904年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（4）1900年得出一個(gè)關(guān)于熱輻射的公式（瑞利-金斯公式，見黑體輻射）

人物特點(diǎn)嚴(yán)謹(jǐn)、廣博、精深：名門貴族：原名--J.W.斯特拉特，瑞利三世母親是《富貴浮云》的四姐妹之一夫人的弟弟和舅舅都擔(dān)任過首相畢業(yè)論文可也直接印刷研究工作幾乎遍及當(dāng)時(shí)經(jīng)典物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，論文達(dá)400多篇。由氮的密度千分之五的差異發(fā)現(xiàn)了氬元素（拉姆賽發(fā)現(xiàn)了氦、氪和氖）（5）普朗克的內(nèi)插公式普朗克將代表短波方向的維恩公式和代表長波方向的實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合在一起，得到普朗克輻射定律：

當(dāng)ν→0，即在長波范圍，普朗克定律變?yōu)槿鹄鹚构?。?dāng)ν→∞，即在短波范圍，又與維恩定律一致。

魯本斯得知這一公式后，立即把自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論曲線相比較，完全符合。于是兩人于1900年10月19日向德國物理學(xué)會(huì)做了報(bào)告。題目是《維恩光譜方程的改進(jìn)》。普朗克的能量子假設(shè)普朗克為一理論物理學(xué)家，他不滿足于找到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，普朗克寫道:“……從10月19日提出這個(gè)公式開始，我就致力于找出這個(gè)公式的真正物理意義。這個(gè)問題使我直接去考慮熵和幾率之間的關(guān)系，也就是說把我引到了波爾茲曼的思想。”

1900年12月14日，普朗克明確提出了能量子概念，并指出每個(gè)能量子的能量

與頻率ν成正比，這一天，被稱為量子力學(xué)的誕生日。普朗克從這些假設(shè)出發(fā)可以得到他的黑體輻射公式。*普朗克馬克斯·普朗克（MaxKarlErnstLudwigPlanck,1858.4-1947.10）德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人1858年4月23日生于基爾。1867年隨父（慕尼黑大學(xué)的民法學(xué)教授）遷往慕尼黑。1874年入慕尼黑大學(xué)。1877～1878年間去柏林大學(xué)聽亥姆霍茲和基爾霍夫的講課。自學(xué)了R.克勞修斯的《力學(xué)的熱理論》，立志去尋找具有普遍性的規(guī)律1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)得博士學(xué)位后先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。1888年柏林大學(xué)任命他為基爾霍夫的繼任人和理論物理學(xué)研究所主任1900年，他在黑體輻射研究中引入能量量子1918年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1918年被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員1926年被推舉為英國皇家學(xué)會(huì)的最高級名譽(yù)會(huì)員，美國選他為物理學(xué)會(huì)的名譽(yù)會(huì)長。1930～1937年他擔(dān)任威廉皇帝協(xié)會(huì)會(huì)長。1947年10月3日在哥廷根病逝，終年89歲。德國政府為了紀(jì)念這位偉大的物理學(xué)家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。人物特點(diǎn)酷愛物理：獨(dú)到的教育資源：祖父和外祖父哥廷根的神學(xué)教授，父親、叔叔是慕尼黑大學(xué)法學(xué)教授中學(xué)深受數(shù)學(xué)家奧斯卡·馮·米勒的影響大學(xué)期間從師亥姆霍茲和基爾霍夫等科學(xué)家會(huì)鋼琴、管風(fēng)琴和大提琴，還上過演唱課不幸的晚年：不聽勸說堅(jiān)持物理專業(yè)

由實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向理論物理

年輕教授（1）光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)1887年赫茲（HeinrichHertz）發(fā)現(xiàn)的在研究電磁波發(fā)射與接收時(shí)發(fā)現(xiàn)

用光照射金屬板電火花變強(qiáng)，

紫外線照射火花更明顯赫茲的論文《紫外線對放電的影響》發(fā)表后，引起了廣泛反響。3.光電效應(yīng)的研究（2）揭示光電效應(yīng)的機(jī)制1888年，德國物理學(xué)家霍爾瓦克斯（WilhelmHallwachs），意大利的里奇（AugustoRighi）和俄國的斯托列托夫（?。ぃ厂洄唳支洄唰樱缀跬瑫r(shí)作了新的研究---發(fā)現(xiàn)光電流實(shí)驗(yàn)表明負(fù)電極在光照射下會(huì)放出帶負(fù)電的粒子，形成電流。1889年，愛耳斯特（J.Elster）和蓋特爾（H.F.Geitel）發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)與金屬有關(guān)，鋅板要加+2.5伏電壓，才能在光照之下保持光電流1899年，J.J.湯姆生測光電流的荷質(zhì)比，與電子相接近光電流和陰極射線相同，都是高速運(yùn)動(dòng)的電子流（3）勒納德的新發(fā)現(xiàn)由反向電壓的截止值，可以推算電子逸出金屬表面的最大速度。

發(fā)現(xiàn)都對遏止電壓與材料及入射光頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)除此之外還有如下矛盾

光的頻率低于某一臨界值時(shí)，不論光有多強(qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生光電流。

光照到金屬表面，光電流立即就會(huì)產(chǎn)生簡歷：1886年在海德堡大學(xué)獲得博士頭銜。1892年起任波恩大學(xué)的講師和赫茲教授的助手。1894年被任命為布雷斯勞大學(xué)的教授。1895年成為亞琛工業(yè)大學(xué)的物理學(xué)教授。1896年海德堡大學(xué)理論物理學(xué)教授。1898年為基爾大學(xué)教授。1905年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1945年二戰(zhàn)結(jié)束后，美國考慮到萊納德年事已高，免除了對他的非納粹化措施。1947年萊納德在德國梅塞爾豪森去世，他的遺產(chǎn)現(xiàn)存于慕尼黑的德意志博物館。菲利普·萊納德（1862年6月7日－1947年5月20日），德國物理學(xué)家，1905年他接受了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。人物特點(diǎn)：名師出高徒：赫茲的助手他先后在布達(dá)佩斯大學(xué)、維也納大學(xué)、柏林大學(xué)和海德堡大學(xué)學(xué)習(xí)物理學(xué)，曾是本生、亥姆霍茲、萊奧·柯尼希斯貝格爾和格奧爾格·赫爾曼·昆克的學(xué)生。納粹黨員：在多次在公開場合批判猶太人科學(xué)家，宣揚(yáng)希特勒的理論。貢獻(xiàn)：

（1）光電效應(yīng)規(guī)律（2）光電效應(yīng)的觸發(fā)說（3）原子模型（4）愛因斯坦的光量子理論1905年發(fā)表了題為《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》提出光量子概念：光波是由一個(gè)個(gè)光量子組成的，每個(gè)光量子不僅具有能量ε，也有動(dòng)量p，并滿足關(guān)系：ε＝hν1926年，劉易斯（1875－1946）將光量子命名為“光子”因此獲得1921年諾貝爾物理獎(jiǎng)。美國物理學(xué)家密立根（公元1868－1953）1915年在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了由光量子理論得到的h值和普朗克公式中的h值完全一致，證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)公式。

1923年，康普頓（公元1892—1962）用光量子理論解釋了X射線被金屬散射的散射光譜。又一次證明了光量子理論的正確性。愛因斯坦的光量子理論不僅解釋了光電效應(yīng)，其更重要的意義在于揭示了光具有波粒二象性。使人們對光的本性有了更深刻的認(rèn)識，并對物質(zhì)世界的認(rèn)識產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。4.波粒二象性（1）愛因斯坦的貢獻(xiàn)

1905年的光量子假說隱含了光的波粒二象性的思想

1909年再次撰文討論輻射問題，預(yù)見到了將有一種新的理論使波動(dòng)性和微粒性熔合于一體

1919在《關(guān)于輻射的量子理論》提出受激輻射，為50年后激光的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。（2）X射線本性之爭

倫琴認(rèn)為X射線可能是以太中的某種縱波

斯托克斯認(rèn)為X射線可能是橫向的以太脈沖

J.J.湯姆生也認(rèn)為是一種脈沖波

1899年哈加(Haga)和溫德(Wind)測出三角形微弱的衍射圖象

1912年勞厄發(fā)現(xiàn)X射線衍射，對波動(dòng)說提供了最有力的證據(jù)。

5.康普頓效應(yīng)

1904年，英國物理學(xué)家伊夫(A.S.Eve)首先發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)的跡象1910英國的弗羅蘭斯(D.C.H.Florance)證明γ射線散射后的二次射線決定于散射角度，與散射物的材料無關(guān)，而且散射角越大，吸收系數(shù)也越大1913年，麥克基爾大學(xué)的格雷（J.A.Gray）又重做γ射線實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了弗羅蘭斯的結(jié)論并進(jìn)一步精確測量了射線強(qiáng)度1919年康普頓也接觸到γ散射問題:測定了γ射線的波長，確定了散射后波長變長康普頓自制的X射線分光計(jì)用鉬的Kα線經(jīng)石墨晶體散射后，用游離室測量不同方位的散射強(qiáng)度理論解釋：（1）最初的解釋：J.J湯姆孫電子散射——熒光輻射——碰撞（2）1923年5月的《物理評論》A.H.康普頓以《X射線受輕元素散射的量子理論》成功解釋（3）德拜也發(fā)表了早已準(zhǔn)備好的論文（4）杜安的反對（5）吳有訓(xùn)的貢獻(xiàn)：吳有訓(xùn)對康普頓效應(yīng)的進(jìn)一步研究和檢驗(yàn)有很大貢獻(xiàn)，除了針對杜安的否定作了許多有說服力的實(shí)驗(yàn)外，還證實(shí)了康普頓效應(yīng)的普遍性（6）愛因斯坦貢獻(xiàn)：多次宣傳支持康普頓的量子解釋1897年4月2日出生，江西高安人。物理學(xué)家。1920年畢業(yè)于南京高等師范學(xué)校。1926年以《康普頓效應(yīng)》獲美國芝加哥大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。1948年選聘為中央研究院院士。中國科學(xué)院研究員、副院長，中國物理學(xué)會(huì)理事長。1955年選聘為中國科學(xué)院院士（學(xué)部委員）。1977年11月30日于北京去世。吳有訓(xùn)(1897年4月26日—1977年11月30日)在康普頓的指導(dǎo)下完成了7種物質(zhì)的散射實(shí)驗(yàn)，證明了康普頓的理論解釋人物特點(diǎn)出眾少年：公派留學(xué)

接近諾獎(jiǎng)一代名師：中國物理學(xué)開山祖師：馮端、胡宏紋、王淦昌、錢偉長、錢三強(qiáng)、王竹溪、葛庭燧、彭桓武、余瑞璜、朱光亞、鄧稼先、楊振寧、李政道、林家翹、戴振鐸、任之恭、黃昆、王大珩、龔祖同，陸學(xué)善、趙九章、陳芳允、赫崇本等?？茖W(xué)事業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者：校長

籌建物理科學(xué)院吳有訓(xùn)獎(jiǎng)：核物理方面貢獻(xiàn)獎(jiǎng)悲觀情緒：

物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)和舊原理之間的矛盾引起物理學(xué)家認(rèn)識上的嚴(yán)重分歧。在人們提出波粒二象性新概念時(shí)，洛侖茲哀嘆到：“在今天，人們提出了完全相反的主張；這樣一來，也就沒有真理的標(biāo)準(zhǔn)了，也不知道科學(xué)是什么了。我真后悔我沒有在這些矛盾出現(xiàn)前的五年死去。”法國科學(xué)哲學(xué)家雷伊在1907年出版的《現(xiàn)代物理學(xué)家的物理學(xué)理論》中描述了當(dāng)時(shí)的這種情緒：“傳統(tǒng)的機(jī)械論的破產(chǎn)，確切的說，它所受到的批判，造成了如下論點(diǎn)：科學(xué)也破產(chǎn)了?！薄拔锢韺W(xué)失去了一切教育價(jià)值；物理學(xué)所代表的實(shí)證科學(xué)的精神成為虛偽的危險(xiǎn)的精神”。

開爾文則竭力否定新的發(fā)現(xiàn)和新學(xué)說。他說X射線是一場“精心策劃的騙局”，說元素嬗變理論是巧妙的捏造出來的。

門捷列夫也宣稱：“承認(rèn)原子可以分解出電子只會(huì)時(shí)事情復(fù)雜化?！钡?。三、現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期1．激光理論的建立過程（1）愛因斯坦提出受激輻射概念1916年在《物理學(xué)年鑒》發(fā)表《輻射的量子理論》上論述了：

輻射的兩種形式：自發(fā)輻射和受激輻射

光子與分子間的兩種相互作用：能量交換和動(dòng)量交換

（但沒有想到利用受激輻射來實(shí)現(xiàn)光的放大）（2）負(fù)色散的研究1900年特魯?shù)拢≒.Drude）由電磁理論建立色散理論1926—1930年拉登堡做了一系列實(shí)驗(yàn)，研究氖的色散，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流超過100毫安色散系數(shù)開始下降1940年蘇聯(lián)物理學(xué)家在做博士論文時(shí)注意到了負(fù)吸收（3）磁共振的研究1946年瑞世布洛赫（F.Bloch）在斯坦福大學(xué)研究核磁感應(yīng)觀察到了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的信號（1952年與珀賽爾（E.M.Purcell）共獲諾貝爾物理獎(jiǎng)）1947年蘭姆（W.E.Lamb,jr.）和雷瑟福（R.C.Retherford）提出通過粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)輻射（即受激輻射）。1948年珀賽爾有意識地研究了磁場中各子能級的集居數(shù)。1951年他和合作者第一次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，觀察到了負(fù)吸收。1949年，法國物理學(xué)家卡斯特勒（A.Kastler）發(fā)現(xiàn)了光泵方法，為此他獲得了1971年諾貝爾物理獎(jiǎng)。2.激光器的發(fā)明（1）微波激射器的發(fā)明

湯森研制出24GHz的雷達(dá)（二戰(zhàn)期間在貝爾實(shí)驗(yàn)室為美國空軍研制，因極易被大氣中的水蒸汽吸收，軍事上毫無價(jià)值）

湯森與肖洛相遇設(shè)計(jì)---毫米波發(fā)生器（1951年春天在華盛頓參加一個(gè)毫米波會(huì)議時(shí)與肖洛（A.L.Schawlow）同住一個(gè)房間，清晨在公園旁的長凳上坐下思考是什么原因沒有制成（毫米波發(fā)生器），幾分鐘內(nèi)我就草擬好了方案，并計(jì)算出下列過程的條件）

1953年研制出第一臺微波激射器（“微波激射放大器”）

返回哥倫比亞，召集博士后齊格爾（H.J.Zeiger）（他離開后中國學(xué)生王天接替）和博士生戈登（J.P.Gordon）等按他的新方案工作，選擇氨分子作為激活介質(zhì)，歷經(jīng)兩年的試驗(yàn)，花費(fèi)了近3萬美元。（2）激光的設(shè)想

湯斯和肖洛1958年12月在《物理評論》發(fā)表激光器的詳細(xì)方案，湯斯因此于1964年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。

肖洛開始研究把紅寶石當(dāng)作工作介質(zhì)的激光器。他對固體器件很有信心，”但犯了一個(gè)錯(cuò)誤，誤以為紅寶石的R線（即6934?與6929?）不適于產(chǎn)生激光*查爾斯·哈德·湯斯，美國物理學(xué)家1915年7月28日生于南卡羅來納州格林維爾父親是律師1935年以人成等成績畢業(yè)于故鄉(xiāng)的福曼大學(xué)在杜克大學(xué)獲得碩士學(xué)位1939年在加利福尼亞理工學(xué)院獲得博士學(xué)位。1939年進(jìn)入貝實(shí)驗(yàn)室從事雷達(dá)投彈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1948年進(jìn)入哥倫亞大學(xué)物理系。1950年起在那里就任正教授。1953年12月制成了“受激輻射微波放大”1964年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)激光之父——阿瑟·肖洛1921年5月5日出生在美國紐約州的弗農(nóng)山1924年全家遷往加拿大，在多倫多念完小學(xué)和中學(xué)1937年進(jìn)入多倫多大學(xué)學(xué)物理憑著獎(jiǎng)學(xué)金讀完了大學(xué)課程1941年畢業(yè)，1945年重返多倫多大學(xué)讀研究生194