光學(xué)發(fā)展史的五大階段

光學(xué)發(fā)展史的五大階段第一頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

開(kāi)普勒J(rèn)ohannesKepler(1571-1630)

德國(guó)天文學(xué)家。生于一個(gè)貧民家庭。1588年進(jìn)入蒂賓根大學(xué)學(xué)習(xí)神學(xué)、數(shù)學(xué)和哲學(xué)，但對(duì)天文學(xué)發(fā)生了興趣，在天文學(xué)家邁克爾(Michaelm，1550～1631)的指導(dǎo)下開(kāi)始研究哥白尼的天文學(xué)。1594年擔(dān)任格拉次大學(xué)數(shù)學(xué)教師。1598年迫于天主教徒的懲罰恫嚇，離開(kāi)家鄉(xiāng)，逃到匈牙利。1600年來(lái)到布拉格，成為天文學(xué)家第谷·布拉赫(TyhoBrahe，1546～1601)的助手。第二頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

開(kāi)普勒J(rèn)ohannesKepler(1571-1630)

1601年第谷去世，開(kāi)普勒繼承了第谷的未竟事業(yè)。他利用第谷多年積累的觀察資料，進(jìn)行了仔細(xì)的分析研究，獲得了驚人的成果。1609年，開(kāi)普勒提出了行星運(yùn)動(dòng)的第一定律和第二定律，即“軌道定律”和“面積定律”，1618年又提出了行星運(yùn)動(dòng)第三定律，即“周期定律”。并在1627年完成了魯?shù)婪蛱煳谋?，表中列出?005顆恒星的位置。此外，他還創(chuàng)立了大氣折射理論，并根據(jù)這一理論提出了天體望遠(yuǎn)鏡的原理。他還于1604年9月30日觀察到一顆超新星的爆發(fā)(我國(guó)明史上也有這顆星的記載)。開(kāi)普勒的主要著作有《神秘的宇宙》等。開(kāi)普勒一生過(guò)著貧苦的生活，完成了行星天文表后，雖然獲得了“皇家數(shù)理家”的頭銜，但宮廷卻不發(fā)給俸祿，他不得不再?gòu)氖滦窍嘈g(shù)來(lái)掙錢糊口，死時(shí)一貧如洗。

第三頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

斯涅耳willebrordSnell(1591-1626)

荷蘭數(shù)學(xué)家及物理學(xué)家。1613年任萊頓大學(xué)教授。1617年最早用三角方法求經(jīng)度的長(zhǎng)度，因而可測(cè)地球的大小。1621年發(fā)現(xiàn)光的折射定律，也稱斯涅耳定律，可惜末撰寫論文發(fā)表，只是講述此定律。第四頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日惠更斯ChristianHuygens(1629～1695)

荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。生于海牙。1655年獲法學(xué)博士學(xué)位。1663年成為倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國(guó)會(huì)員。在力學(xué)方面，惠更斯于1673年解決了物理擺的擺動(dòng)中心問(wèn)題；改進(jìn)了用擺來(lái)控制的時(shí)鐘，還發(fā)明了測(cè)微計(jì)。他最重要的貢獻(xiàn)是建立了光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)，打破了當(dāng)時(shí)流行的光的微粒學(xué)說(shuō)，并提出波面在媒質(zhì)中傳播的規(guī)律(惠更斯原理)。他首先發(fā)現(xiàn)了雙折射光束的偏振性，并用波動(dòng)觀點(diǎn)作了解釋。在天文學(xué)方面，他借助自己設(shè)計(jì)和制造的望遠(yuǎn)鏡，于1665年發(fā)現(xiàn)了土星衛(wèi)星—土衛(wèi)六，以后又觀察到土星環(huán)。他在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)也很大。著作全集共有22卷。第五頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日牛頓IsaacNewton(1642～1727)

英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。1642年12月25日出生于英國(guó)林肯郡。1665年畢業(yè)于劍橋大學(xué)，并從1669年起在該校任教30年。1727年

3月20日在倫敦逝世。他是歷史上最偉大的科學(xué)家之一，具有多方面的成就。在力學(xué)方面，提出了“力”、“質(zhì)量”和“動(dòng)量”的明確定義，并把它們與伽利略所提出的加速度聯(lián)系起來(lái)，總結(jié)了機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本定律(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)，從而創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)體系，這是人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)的一次飛躍。在天文學(xué)方面，他總結(jié)出宇宙中普遍適用的萬(wàn)有引力定律，還于1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，觀察了行星運(yùn)動(dòng)，解釋了潮汐現(xiàn)象，預(yù)言地球了不是正球體，并由此說(shuō)明了歲差現(xiàn)象等。在光學(xué)方面，主要致力于色散現(xiàn)象和光的本質(zhì)研究，并于1666年通過(guò)三棱鏡對(duì)日光的分析，發(fā)現(xiàn)了白光是由不同顏色的光構(gòu)成，成為光譜分析的基礎(chǔ)，并制作了牛頓色盤。1675年觀察到光的一種干涉圖樣，稱為牛頓環(huán)。他創(chuàng)立了光的“微粒說(shuō)”，這在一定程度上反映了光的本性，并于1704年出版了《光學(xué)》一書。第六頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

牛頓IsaacNewton(1642～1727)

在熱學(xué)方面，牛頓于1701年發(fā)現(xiàn)了冷卻定律。在數(shù)學(xué)方面，牛頓提出“流數(shù)法”（即今微分學(xué)）建立了二項(xiàng)式定理，并和萊布尼茨同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)，開(kāi)辟了數(shù)學(xué)上的一個(gè)新紀(jì)元。1687年出版了科學(xué)名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，在這本書里，他用數(shù)學(xué)解釋了哥白尼學(xué)說(shuō)和天體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，闡明了運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律等。牛頓哲學(xué)思想屬于自發(fā)的唯物主義，但卻形而上學(xué)地提出所謂絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間的觀點(diǎn)，他還認(rèn)為一切行星都是在某外來(lái)的“第一推動(dòng)力”作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的。晚年埋頭編寫以神學(xué)為題材的著作。牛頓的很多成就是在25歲前閑居故鄉(xiāng)的兩年中完成的（如發(fā)明微積分和二項(xiàng)式定理，用棱鏡分析日光，思考萬(wàn)有引力定律等）。1668～1705年他以劍橋大學(xué)代表的身份當(dāng)上了英國(guó)國(guó)會(huì)議員，1699年被任命為造幣廠廠長(zhǎng)。1703年起擔(dān)任倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)（直到逝世），1705年被英國(guó)女皇授以爵士稱號(hào)。逝世以后還以對(duì)國(guó)有功的偉人葬于威敏斯特教堂。牛頓終身未婚，在病篤時(shí)有句名言：“若我比別人更有遠(yuǎn)見(jiàn)，只因我站在巨人的肩上”。為了紀(jì)念他，力的國(guó)際制單位就以他的姓氏命名。第七頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

楊氏ThomasYoung(1773～1829)

英國(guó)物理學(xué)家。1796年獲哥丁根大學(xué)博士學(xué)位。1799年完成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；1801年描述散光現(xiàn)象，提出了色覺(jué)理論公式。后任皇家研究院物理教授及皇家學(xué)會(huì)秘書。在生理學(xué)方面也有研究。第八頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

菲涅耳AugustinJeanFresnel(1788～1827)

法國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。1806年畢業(yè)于巴黎工科大學(xué)。1823年被選為巴黎科學(xué)院院士。1825年當(dāng)選為倫敦皇家學(xué)會(huì)的委員。菲涅耳主要從事于光的本性的研究。他曾用自己設(shè)計(jì)的光的干涉實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了光的波動(dòng)性，提出了相干條件，他對(duì)惠更斯原理的內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和推廣，建立了惠更斯—菲涅耳原理。他在光的偏振及雙折射現(xiàn)象方面也有一定的研究成果，1817年獲得英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的獎(jiǎng)?wù)?。著有《光的衍射》一書。第九?yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日馬呂斯EtienneLouisMalus(1775～1812)

法國(guó)物理學(xué)家及軍事工程師。畢業(yè)于軍校并服務(wù)于陸軍，任軍官，并致力于光學(xué)研究。1810年他在第一篇論文中闡明了偏振光通過(guò)透明介質(zhì)后其強(qiáng)度如何變化（即馬呂斯定律），并對(duì)雙折射理論有貢獻(xiàn)。因此被選入法國(guó)科學(xué)院，并獲倫敦皇家學(xué)會(huì)獎(jiǎng)?wù)?。第十?yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日愛(ài)因斯坦AlbertEinstein(1879～1955)

20世紀(jì)最偉大的理論物理學(xué)家。1879年

3月14日生于德國(guó)烏爾姆的一個(gè)德籍猶太人家庭。他少年時(shí)代就對(duì)自然科學(xué)，特別對(duì)數(shù)學(xué)感興趣。1900年由蘇黎世工業(yè)專門學(xué)校畢業(yè)后到伯爾尼專利局當(dāng)一名低級(jí)職員。1909年后擔(dān)任蘇黎世大學(xué)、布拉格大學(xué)等校教授。1913年回到德國(guó)，被選為普魯士科學(xué)院院士，并擔(dān)任威廉物理研究所所長(zhǎng)和柏林大學(xué)教授。1933年因受納粹政權(quán)的迫害而遷居美國(guó)成為普林斯頓研究所的研究員。1940年加入美國(guó)籍。愛(ài)因斯坦對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)極大。首先，他發(fā)展了普朗克的量子論，提出了光量子的概念，并用量子理論解釋了光電效應(yīng)、輻射過(guò)程和固體的比熱等，得出了光電效應(yīng)的愛(ài)因斯坦方程。他因此而獲得1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第十一頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日

愛(ài)因斯坦AlbertEinstein(1879～1955)

其次，他創(chuàng)立了相對(duì)論。1905年愛(ài)因斯坦在著名論文《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》中，揭示了狹義相對(duì)論的基本理論，即相對(duì)性原理和光速不變?cè)怼?916年又發(fā)表了《廣義相對(duì)論原理》，包括廣義相對(duì)性原理和等效原理。愛(ài)因斯坦相對(duì)論的建立是人類對(duì)自然認(rèn)識(shí)過(guò)程的一個(gè)飛躍。相對(duì)論所預(yù)言的水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)、恒星光譜線紅移和經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近的光線彎曲三個(gè)效應(yīng)，都已得到圓滿的解釋和證實(shí)。另外，1905年愛(ài)因斯坦在其《物體的慣性是否決定于它所含的能量》的論文中提出質(zhì)量和能量是可以互相轉(zhuǎn)換的，并給出著名的愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系式。這個(gè)公式成為人們研究釋放原子核能的鑰匙。此外，愛(ài)因斯坦還用原子論解釋布朗運(yùn)動(dòng)。愛(ài)因斯坦的后半生致力于“統(tǒng)一場(chǎng)論”的研究，試圖把電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)統(tǒng)一起來(lái)，但未取得重大成果。愛(ài)因斯坦一生經(jīng)歷兩次世界大戰(zhàn)，他反對(duì)帝國(guó)主義戰(zhàn)爭(zhēng)，譴責(zé)日本帝國(guó)主義對(duì)中國(guó)的侵略。1939年8月2日曾寫信給美國(guó)總統(tǒng)羅斯福，提醒他希特勒德國(guó)正致力于研究原子核能，制造毀滅性武器。于是羅斯福決心制造原子彈，耗資20億美元，于1945年在新墨西哥州試驗(yàn)成功。愛(ài)因斯坦一生簡(jiǎn)樸，臨危之時(shí)要求死后火化，不舉行任何儀式。1955年4月18日逝世于普林斯頓。第十二頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日麥克斯韋JamesClerkMaxwell(1831～1879)

英國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家。畢業(yè)于劍橋大學(xué)。1856年任瑪利亞學(xué)院的自然哲學(xué)講座教授。1860年擔(dān)任倫敦皇家學(xué)院物理學(xué)教授。1871年成為劍橋大學(xué)教授，創(chuàng)立著名的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，并成為第一任負(fù)責(zé)人。他還是倫敦皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。他在法拉第工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)了19世紀(jì)中葉以前對(duì)電磁現(xiàn)象的研究成果，建立了完整的電磁場(chǎng)基本方程（麥克斯韋方程組），并由此理論預(yù)言了電磁波的存在。不久，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，從而導(dǎo)致無(wú)線電通訊技術(shù)的發(fā)展。他還提出光的本性是電磁波的理論，并提出了光壓現(xiàn)象的預(yù)言，后被俄國(guó)物理學(xué)家列別捷夫所證實(shí)。他還利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法，導(dǎo)出了氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律（麥克斯韋速率分布律）。此外，他對(duì)彈性理論、天文學(xué)和數(shù)學(xué)等都有很深入的研究。他一生寫了大量著作，主要有：《電學(xué)和磁學(xué)論》、《熱的理論》、《物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)》和《電研究》等。為紀(jì)念他的功績(jī)，高斯單位制中磁通量的單位就以他的姓氏命名。第十三頁(yè)，共十五頁(yè)，2022年，8月28日普朗克MaxPlanck(1858～1947)

德國(guó)物理學(xué)家。先后在慕尼黑和柏林受大學(xué)教育，畢業(yè)后，在物理學(xué)家亥姆霍茲和基爾霍夫指導(dǎo)下，從事研究工作。1889年任柏林大學(xué)教授。1912年被選為普魯士科學(xué)院院士。1926年被選為英國(guó)倫敦皇家學(xué)會(huì)外國(guó)會(huì)員。普朗克的主要成就是對(duì)黑體輻射的研究。1900年，他為了克服經(jīng)典物理學(xué)對(duì)黑體輻射現(xiàn)象解釋上的困難，在《正常光譜中能量分布律的理論》論文中提出了普朗克量子假說(shuō)，并引進(jìn)了一個(gè)表征微觀現(xiàn)象量子特征的物理普適常數(shù)，即普朗克恒量。他從理論上導(dǎo)出了黑體輻射的能量按波長(zhǎng)分布的公式，稱為普朗克公式。普朗克的量子假說(shuō)對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)，特