光學(xué)的發(fā)展及光學(xué)的研究?jī)?nèi)容狹義來說,光學(xué)是關(guān)于光和視見的科學(xué),optics(光學(xué))這個(gè)詞,早期只用于跟眼睛和視見相聯(lián)系的事物。而今天,常說的光學(xué)是廣義的,是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到 X射線的寬廣波段范圍內(nèi)的,關(guān)于電磁輻射的發(fā)生、傳播、接收和顯示,以及跟物質(zhì)相互作用的科學(xué)。
+w?RW^:Q= 光學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史
Sl/[9-a) +`r;3kH .. 光學(xué)是一門有悠久歷史的學(xué)科,它的發(fā)展史可追溯到2000多年前。
ZL:nohB a-MDZT<xA+ 人類對(duì)光的研究,最初主要是試圖回答“人怎么能看見周圍的物體?”之類問題。約在公元前400多年(先秦的代),中國的《墨經(jīng)》中記錄了世界上最早的光學(xué)知識(shí)。它有八條關(guān)于光學(xué)的記載,敘述影的定義和生成,光的直線傳播性和針孔成像,并且以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖钟懻摿嗽谄矫骁R、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關(guān)系。
O'Lgb9 SaH0YxnY+ 自《墨經(jīng))開始,公元11世紀(jì)阿拉伯人伊本·海賽木發(fā)明透鏡;公元1590年到17世紀(jì)初,詹森和李普希同時(shí)獨(dú)立地發(fā)明顯微鏡;一直到17世紀(jì)上半葉,才由斯涅耳和笛卡兒將光的反射和折射的觀察結(jié)果,歸結(jié)為今天大家所慣用的反射定律和折射定律。
iN %kF'&9 <Qe30_<K 1665年,牛頓進(jìn)行太陽光的實(shí)驗(yàn),它把太陽光分解成簡(jiǎn)單的組成部分,這些成分形成一個(gè)顏色按一定順序排列的光分布––光譜。它使人們第一次接觸到光的客觀的和定量的特征,各單色光在空間上的分離是由光的本性決定的。
<T>C}DGw f\nF2rlu 牛頓還發(fā)現(xiàn)了把曲率半徑很大的凸透鏡放在光學(xué)平玻璃板上,當(dāng)用白光照射時(shí),則見透鏡與玻璃平板接觸處出現(xiàn)一組彩色的同心環(huán)狀條紋;當(dāng)用某一單色光照射時(shí),則出現(xiàn)一組明暗相間的同心環(huán)條紋,后人把這種現(xiàn)象稱牛頓環(huán)。借助這種現(xiàn)象可以用第一暗環(huán)的空氣隙的厚度來定量地表征相應(yīng)的單色光。
GPy+\P` ZxlQyr`~a( 牛頓在發(fā)現(xiàn)這些重要現(xiàn)象的同時(shí),根據(jù)光的直線傳播性,認(rèn)為光是一種微粒流。微粒從光源飛出來,在均勻媒質(zhì)內(nèi)遵從力學(xué)定律作等速直線運(yùn)動(dòng)。牛頓用這種觀點(diǎn)對(duì)折射和反射現(xiàn)象作了解釋。
U!r2`2LY T$U,rOB" 惠更斯是光的微粒說的反對(duì)者,他創(chuàng)立了光的波動(dòng)說。提出“光同聲一樣,是以球形波面?zhèn)鞑サ摹。并且指出光振?dòng)所達(dá)到的每一點(diǎn),都可視為次波的振動(dòng)中心、次波的包絡(luò)面為傳播波的波陣面(波前)。在整個(gè)18世紀(jì)中,光的微粒流理論和光的波動(dòng)理論都被粗略地提了出來,但都不很完整。
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