1、光學(xué)的發(fā)展及演變 ~,KAJ7O_
談到光學(xué)和光學(xué)工程，首先要談一下光學(xué)發(fā)展史。 >lQ&^9EI%
光學(xué)是一門古老的科學(xué)，中國古代的墨子（墨翟）和古希臘的歐幾里德、托勒密都對此做出過杰出貢獻(xiàn)。 $8h^ R#
光學(xué)作為一門科學(xué)（也就是有定義、定理、學(xué)說等），應(yīng)該說是從牛頓開始。1664年，牛頓開始研究光學(xué)，時年21歲。1671年牛頓制作勒第二臺反射式望遠(yuǎn)鏡（長1.2m，直徑2m）；1672年發(fā)表了“光和色的新理論”；1704年發(fā)表了“光學(xué)——關(guān)于光的反射、折射、彎曲和顏色”的論文，敘述了幾何光學(xué)的基本原理。此外，牛頓的分光實驗以及牛頓環(huán)的發(fā)現(xiàn)，使光學(xué)由幾何光學(xué)進入了物理光學(xué)領(lǐng)域。因此，我們通常說，光學(xué)自牛頓開始，迄今已有300多年的歷史了。 = cE:,z ;g
在光學(xué)發(fā)展的300多年的歷史中，牛頓的光微粒說統(tǒng)治達(dá)100年之久，但也不斷持有波動說主張者加以反駁。19世紀(jì)初，菲涅耳以大量的實驗證據(jù)，使光的波動理論得以確立。在后來的發(fā)展中，對光認(rèn)識具有根本性變革的是麥克斯韋關(guān)于光的電磁波理論。1900年，普朗克提出了量子假說，他是為解決當(dāng)時所謂“紫外災(zāi)難”而提出黑體輻射的能量分布公式，但需假定物體的輻射能不是連續(xù)變化，而是以一定整數(shù)倍跳躍式變化，才能對他（普朗克）的黑體輻射公式作出合理的解釋。這個最小的不可再分的能量單元稱為“能量子”或“量子”。當(dāng)時的物理學(xué)家認(rèn)為：量子假說與物理學(xué)界幾百年來信奉的“自然界無跳躍”理念相矛盾，普朗克本人甚至也放棄量子論繼續(xù)用能量的連續(xù)變化的概念來研究輻射問題。 8W K%g0gm
第一個意識到量子概念的普遍意義并將其運用到其他問題的是愛因斯坦。他提出了光子的概念，建立了光量子論以解釋光電效應(yīng)中的新現(xiàn)象。光量子論的提出使光的本性歷史爭論進入了一個新的階段。自牛頓以來，光的微粒說和波動說此起彼伏，爭論不已。愛因斯坦的理論重新肯定了微粒說和波動說描述光的行為的意義，它們均反映了光的本質(zhì)的一個側(cè)面：光有時候表現(xiàn)出波動性，有時候表現(xiàn)出粒子性，但它既非經(jīng)典的粒子，也非經(jīng)典的波。這就是光的波粒二象性。此后，玻爾、薛定諤、海森伯的量子力學(xué)理論的提出又進一步推動了光的發(fā)射和吸收的量子光學(xué)的進展，從此光學(xué)理論的發(fā)展在近一個世紀(jì)中便同量子物理的發(fā)展聯(lián)系起來了。 Q PjmIO
光學(xué)史上最重要的轉(zhuǎn)折性階段是與惠更斯、牛頓、菲涅耳、基爾霍夫、麥克斯韋、普朗克、玻爾、愛因斯坦、薛定諤、海森伯的名字聯(lián)在一起的。 xcr=AhqM
