光学发展史.pptVIP

19世纪光的波动说的两个英雄： 面对牛顿如日中天的气势，杨以不唯名的勇敢精神说：“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并非因此认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威有时或许阻碍了科学的进步。” 1819年，菲涅尔和阿喇戈联名发表了《关于偏振光的相互作用》 * * 光学的发展历史 一、光学的起源可以追溯到二、三千年前（萌芽时期） 历史概述 ◆战国时代哲学家墨翟所著《墨经》中，有关于小孔成 像现象、平面镜、凸面镜、凹面镜等等的叙述。 ◆北宋时期 沈括（1031——1095）的名著《梦溪笔谈》 中记载了关于凸面镜的成像，以及关于日食、月食 的起因和预报。 西方也很早就有光学知识的记载 ◆欧几里得 公元前约330一260 的《反射光学》研究了光的反射。 ◆阿拉伯学者阿勒·哈增 ALHaMn，965-1038 写过一部《光学全书》，讨论了许多光学现象。 光学的发展历史 1.1299年，发明了眼镜。意大利人阿玛蒂制造 了眼镜。 2.1608年，荷兰人李普塞制成第一台望远镜， 伽利略改进成放大32倍的望远镜。 3.几乎与望远镜同时，荷兰人发现制造了显微 镜。 光学仪器的研制 光学的发展历史 二、几何光学时期： 光学真正形成一门学科，应该从建立反射定律和折射定律得时代算起，这两个定律的建立奠定了几何光学的基础。 光学的发展历史 ?阿拉伯学者阿勒.哈增（965-1038）发现这一结论与事实不符。 光的折射定律建立的历史过程 托勒密 ?早在古希腊时代，天文学家托勒密（约公元100年～170）就 曾专门做过光的折射实验，并得出了“折射角与入射角成正比”的结论。 ?17世纪初期，1611年，开普勒对光的折射问题上进行了实验研究 斯涅耳的这一折射定律（也称斯涅耳定律）是从实验中得到的，未做任何的理论推导，虽然正确，但却从未正式公布过．只是后来惠更斯和伊萨克·沃斯两人在审查他遗留的手稿时，才看到这方面的记载． 光的折射定律建立的历史过程 ?折射定律的正确表述最早是由荷兰的斯涅耳 W.Snell，1580～1626 于1621年通过实验得到的。 ?笛卡儿，他没做任何的实验，只是从一些假设出发，并从理论上推导出这个定律的 。为了使理论结果与实验数据相符，他还必须假设密媒质光速比疏媒质大。现在看来这个假设显然都是错误的。 ?笛卡尔的推导受到了费马（Pierr?Fermat，1601-1665）的批评。1661年，费马将数学方法用于折射问题，推出了折射定律，得到了正确的结论。 光的折射定律建立的历史过程 科学过程，是人类一代代探知外在客观、探知各种规律的一个永无止境的过程，是一个后人不断补充、不断修正乃至推翻前人认识的不断进取的过程。 从17世纪以来，展开了关于光的本性的认识研究。其中以牛顿为代表的光的微粒说和以荷兰科学家惠更斯为代表的波动说最为重要。这两种学说的争论一直持续到20世纪初，爱因斯坦把光的微粒说与波动说在新的层次上统一起来，提出了光具有波粒二象性，并为世人所公认。 三、波动光学时期： ? 光的微粒说 1704年，牛顿：“光是一种细微的大小不同的而又迅速运动的粒子。” ? 光的波动说 荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想， 惠更斯像 胡克：“光必定是一种振动。” 他进一步提出光是发光体中微小粒子的振动在弥漫于宇宙空间的以太中的传播过程。光的传播方式与声音类似，而不是微粒说所设想的像子弹或箭那样的运动。 早期的波动理论缺乏数学基础，还很不完善，而牛顿力学正节节胜利。以符合力学规律的行为来描述光学现象，被认为是唯一合理的理论，因此，直到18世纪末统治地位的依然是微粒学说。 ◆ 托马斯·杨 1773-1829 ：英国人，是一位想象力异常丰富的博学通才。1799年在剑桥大学完成学业，获医学学位。它对眼睛生理学、解剖学和对颜色的视觉很有研究。因涉及到人眼对颜色的视觉研究，故他对光学，尤其光的波动学说感兴趣。 1802年设计了杨氏双缝实验，证明了光的干涉现象。 ◆ 菲涅耳 1788-1827 ：法国工程师。完善了惠更斯理论， 提出了子波相干的思想，解释了光的衍射现象 。 托马斯·杨 1773-1829 的贡献 杨氏双缝干涉： 1802年英国物理学家托马斯·杨设计了杨氏双缝实验，证明了光的干涉现象。 小插曲：托马斯.杨由于提出干涉原理受到了一些权威学者的围攻，其中有一位以牛顿学术权威自居的布劳安攻击得最为刻薄，说他的文章没有任何价值，称不上是实验，干涉原理是荒唐和不合逻辑的，一二十年，竟没有人理解他的工作，为回驳布劳安专门撰写的论文竟无处发表，只好印成小册子，小册子出版后，只卖出一本。 菲涅耳 1788-1827 的贡献 菲涅耳的理论——泊松的计算——阿喇戈的实验找到了有利于波动说的泊松亮点。 发展了惠更斯和托马斯.