在历史发展过程中,光学理论主要经历了以下五个时期:

1。1 萌芽时期

早在春秋战国时的《墨经》中,就已经记载了小孔成像现象,而在《诗经》也有对颜色进行分类,关于技术方面,夏初在古铜镜制作中,已经出现平面镜、凸透镜、凹透镜。同时古代人们对海市蜃楼、成影成像现象都有所记载,可以说中国古代对光的注意是很早的,但是并没有了解到光的本性,对光的研究也并不盛行。西方,对于光学研究的萌芽时期可以追溯到古希腊的欧几里德,其后的两千多年的时间里,光学发展得非常缓慢,在此期间,托勒密研究过光的折射现象,阿尔哈雷研究了球面镜和抛物面镜,同时发明并研究了凸透镜,培根提出了透镜矫正视力的可能性等。

1。2 几何光学时期文献综述

十七世纪是几何光学的鼎盛时期,在这一时期发现了折射与反射定律,折射定律的精确公式是由斯涅耳和笛卡儿提出的。同时第一架望远镜诞生。这一时期,以牛顿为代表的几何学派认为光是一种微粒流,1672年,牛顿完成了著名的三棱镜色散试验,而牛顿的微粒说理论又能成功解释折射与反射现象,但对他发现的牛顿环现象的解释却出现了问题。此时,反对微粒说的惠更斯提出了以太的概念,认为光在以太中传播,以太充满了整个宇宙空间,惠更斯的以太学说是波动光学的雏形。总的来说,在十七世纪,以牛顿为代表的几何光学理论占领了统治领导的地位,而后来发现的光的衍射,折射和偏振现象又为以惠更斯为代表的波动光学的提出做了铺垫。

1。3 波动光学时期

波动光学认为光是一种波。19世纪初,运用光的波动理论,托马斯杨成功解释了薄膜颜色现象,而菲涅尔运用杨氏干涉理论结合惠更斯原理也成功解释了光的干涉和衍射现象以及光的直线传播。此时,麦克斯韦的电磁学理论研究也较为成熟,经过严密的数学计算和严谨的推理,发现了光的电磁性,从而猜测光波是一种电磁波,电磁学和光学因此联结成统一理论。1888年,海因里希•赫兹做实验发射并接收到麦克斯韦预言的电磁波,证实麦克斯韦的猜测正确无误。而后傅科运用旋转境法测量了光在不同介质下的传播速度,发现光在水中的传播速度小于光在空气中的传播速度,这一发现严重打击了微粒说。此时,波动说大大动摇了微粒说理论,占领了统治地位。

1。4 量子光学时期

19世纪末到20世纪初是量子光学迅速发展的时期。1900年,普朗克提出能量是量子化的,是不连续的,并提出光子的概念。这一理论是近代物理学的一个里程碑,之后迅速发展的量子理论都由此为基础。而后1905年,爱因斯坦运用量子理论成功解释了光电效应。同时,康普顿散射实验也为量子光学提供了实验依据。一方面由光的衍射,折射等现象发现了光的波动性,确认了光是电磁波;而从光电效应,热辐射等现象又明确发现了光的量子性,因此,光的波粒二象性由此诞生。这一认识,推动人们对光的本性,对物质本质的探索,也让人们看到了些许希望。

1。5 现代光学时期来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

现代光学具有很多分支:二十世纪,激光的问世是现代光学的一个重要里程碑,激光具有很好的单色性,相干性和方向性,因此使很多在经典光学领域中无法实现的现象得以实现。同时全息术、投影显示的消像技术,液晶显示器、小波变换、光学信息处理——光纤技术等全新的理论和实际应用也接踵产生,科学家们通过把光学和数学、化学等学科有效的结合起来实现了光学领域的新的突破,引领着现代社会走向新的技术时代,量子光学的实际应用愈加广泛,这也为社会发展带来了极大物质财富和精神财富。

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