光學(xué)發(fā)展簡史.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除課程名稱： 光學(xué) 主講教師： 王丹 專業(yè)班級： 14光電 學(xué)號 201430320311 姓名 謝宇 成績 ： 光學(xué)發(fā)展簡史摘 要：光學(xué)是一門古老的科學(xué)，從遠(yuǎn)古時期就已經(jīng)開始有人研究光的學(xué)問；光學(xué)也是一門實用的科學(xué)，我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多設(shè)備，技術(shù)都離不開光學(xué)的應(yīng)用?；仡櫣鈱W(xué)的發(fā)展史，更有利于學(xué)習(xí)和把握光學(xué)這門有趣的科學(xué)。關(guān)鍵詞:光學(xué) 科學(xué) 學(xué)習(xí) 發(fā)展史 光學(xué)的發(fā)展，大體上可以分為五個時期萌芽時期，幾何光學(xué)時期，波動光學(xué)時期，量子光學(xué)時期和現(xiàn)代光學(xué)時期。 在萌芽時期，主要進(jìn)行簡單光學(xué)元件的制造和基礎(chǔ)光學(xué)原理的研究。在此時期，先秦典籍已經(jīng)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(xué)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(jì)，阿拉伯學(xué)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(jì)，波特研究了成像暗箱,即小孔成像原理。從15世紀(jì)末到16世紀(jì)初，凹面鏡、凸面鏡、眼鏡、透鏡以及暗箱和幻燈等光學(xué)元件相繼出現(xiàn)，對光學(xué)的研究即將到達(dá)一個峰點幾何光學(xué)。 緊接著的幾何光學(xué)時期，是光學(xué)真正成為一門科學(xué)的時期。從公元1590年到十七世紀(jì)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(yuǎn)鏡。光學(xué)儀器的相繼問世，給光學(xué)的研究插上了助推器。17世紀(jì)初，開普勒創(chuàng)設(shè)大氣折射理論，提出天體望遠(yuǎn)鏡原理。從15世紀(jì)中葉到17世紀(jì)，斯涅耳和笛卡爾、費馬等經(jīng)過一系列研究總結(jié)出的光的反射定律和折射定律，基本奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。此后，在十七世紀(jì)中后葉，牛頓發(fā)現(xiàn)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(jì)開始，光的直線傳播原理已經(jīng)不能解釋一些實驗現(xiàn)象：意大利人格里馬首先觀察到了光的衍射現(xiàn)象，接著，胡克和波意耳獨立地研究了薄膜所產(chǎn)生的彩色條紋干涉。自此，光學(xué)即將步入波動時期。 接下來的波動光學(xué)時期初步形成于19世紀(jì)。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(xiàn)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(xiàn)象5。這個結(jié)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(zhì)吸收光的現(xiàn)象及光在物質(zhì)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(xué)的大門即將被打開。緊接著在十九世紀(jì)末，光學(xué)進(jìn)入量子光學(xué)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(zhì)相互作用的整個問題。1905年，愛因斯坦在研究光電效應(yīng)時推廣了普朗克的上述量子論，進(jìn)而提出了光子的概念7。這種從光子的性質(zhì)出發(fā)，來研究光與物質(zhì)相互作用的學(xué)科即為量子光學(xué)。1922年發(fā)現(xiàn)的康普頓效應(yīng)，1928年發(fā)現(xiàn)的喇曼效應(yīng)，以及當(dāng)時已能從實驗上獲得的原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，它們都表明光學(xué)的發(fā)展是與量子物理緊密相關(guān)的。此后，在20世紀(jì)中葉，激光問世，光學(xué)開始進(jìn)入了一個新的時期。自20世紀(jì)50年代以來，人們開始把數(shù)學(xué)、電子技術(shù)和通信理論與光學(xué)結(jié)合起來，形成了所謂“傅里葉光學(xué)”8。再加上由激光所提供的相干光和由利思及阿帕特內(nèi)克斯改進(jìn)了的全息術(shù)，形成了光學(xué)信息處理技術(shù)，光纖通信就是以此工作的9?，F(xiàn)代光學(xué)的應(yīng)用在我們的日常生活中擁有比較高的人氣，像全息技術(shù)和光纖通信。其中，我最感興趣的是全息技術(shù)，尤其是它在圖像和影視方面的應(yīng)用。1譚戒甫. 墨經(jīng)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(xué).北京:北京大學(xué)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(xué)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 )