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2008-09-10 01:28 |
光學(xué)真正形成一門科學(xué),應(yīng)該從建立反射定律和折射定律的時代算起,這兩個定律奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。17世紀(jì),望遼鏡和顯微鏡的應(yīng)用大大促進(jìn)了幾何光學(xué)的發(fā)展。 <$b5Yx9 ,D*bLXWh zH"Y0;8 gCPH>8JwS0 光的本性也是光學(xué)研究的重要課題。微粒說把光看成是由微粒組成,認(rèn)為這些微粒按力學(xué)規(guī)律沿直線飛行,因此光具有直線傳播的性質(zhì)。19世紀(jì)以前,微粒說比較盛行。但是,隨著光學(xué)研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)了許多不能用直進(jìn)性解釋的現(xiàn)象,例如乾涉、繞射等,用光的波動性就很容易解釋。於是光學(xué)的波動說又占了上風(fēng)。兩種學(xué)說的爭論構(gòu)成了光學(xué)發(fā)展史上的一根紅線。 vzj lt rjWtioZEa [\0z2{_3 _*?qOmf= 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)。光學(xué)是物理學(xué)的一個重要組成部分,也是與其他應(yīng)用技術(shù)緊密相關(guān)的學(xué)科。 # ;sx ;SjNZi)4d $:sS!h -W SPdEO3 光學(xué)是一門有悠久歷史的學(xué)科,它的發(fā)展史可追溯到2000多年前。 !q;_,N( wG7>2*( cL%dfj >KP,67 人類對光的研究,最初主要是試圖回答“人怎么能看見周圍的物體?”之類問題。約在公元前400多年(先秦的代),中國的《墨經(jīng)》中記錄了世界上最早的光學(xué)知識。它有八條關(guān)于光學(xué)的記載,敘述影的定義和生成,光的直線傳播性和針孔成像,并且以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖钟懻摿嗽谄矫骁R、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關(guān)系。 Qe*Z,.Y$ &PL=nI\) l3._EgV R= mTJ'y 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。 ! fPl s b\H&E{Gn|x 7RL\}e XC~"T6F 1665年,牛頓進(jìn)行太陽光的實(shí)驗(yàn),它把太陽光分解成簡單的組成部分,這些成分形成一個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。 [ 7.mh0( a?nK|Q=e Zdxum( ~ }riM- 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,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,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。 @;Yy(Zq 7?uDh'utt eqG6BXY2 (!5Pl`:j" 牛頓在發(fā)現(xiàn)這些重要現(xiàn)象的同時,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。牛頓用這種觀點(diǎn)對折射和反射現(xiàn)象作了解釋。 PRGQ;$s7 fU
;H ]T0kF0=S =hb)e}l 惠更斯是光的微粒說的反對者,他創(chuàng)立了光的波動說。提出“光同聲一樣,是以球形波面?zhèn)鞑サ摹薄2⑶抑赋龉庹駝铀_(dá)到的每一點(diǎn),都可視為次波的振動中心、次波的包絡(luò)面為傳播波的波陣面(波前)。在整個18世紀(jì)中,光的微粒流理論和光的波動理論都被粗略地提了出來,但都不很完整。 xJ(\n6i. Or?c21un +^UTgN ^ W
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