光学发展史
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的科学。
自古以来，人们就对光的性质和行为产生了浓厚的兴趣，并通过不断的实验和观察，逐渐揭示了光学的奥秘。
本文将为您介绍光学发展的简史，从古代到现代，概括了光学领域的重要里程碑和发展趋势。
1. 古代光学的起源光学的起源可以追溯到古代文明时期。
早在公元前3000年左右，古埃及人就开始研究太阳光的性质，并发现了光的反射现象。
古希腊人则对光的传播和折射进行了系统的研究，他们提出了光的直线传播理论，并通过实验验证了这一理论。
2. 光的波动理论的兴起17世纪，荷兰科学家胡克和惠更斯等人提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动，能够解释光的干涉和衍射现象。
这一理论在当时引起了广泛的争议，但随着实验证据的增加，波动理论逐渐被接受。
3. 光的粒子理论的提出在波动理论盛行的同时，牛顿提出了光的粒子理论。
他认为光是由一种微粒组成，这些微粒能够沿直线传播，并且在与物体碰撞时会发生反射和折射。
牛顿的理论在当时得到了广泛的认可，并成为光学研究的基础。
4. 光的电磁理论的建立19世纪，麦克斯韦提出了光的电磁理论，他认为光是由电场和磁场相互作用产生的波动。
这一理论成功地解释了光的偏振现象，并为后来的光的干涉和衍射提供了理论基础。
光的电磁理论对于现代光学的发展起到了重要的推动作用。
5. 光的量子理论的诞生20世纪初，爱因斯坦提出了光的量子理论，他认为光是由一种粒子称为光子组成的。
这一理论解释了光的光电效应和光的发射与吸收现象，并为现代光学的发展奠定了基础。
量子理论的出现使得光学研究更加深入和精确。
6. 光学技术的突破随着科学技术的进步，光学领域出现了许多重要的技术突破。
例如，显微镜的发明使得人们能够观察微小的物体和细胞结构，望远镜的发明使得人们能够观测天体和宇宙。
激光的发明和应用也为光学研究带来了巨大的进展，激光技术在通信、医学和材料加工等领域发挥着重要作用。
7. 光学的未来发展趋势随着科学技术的不断进步，光学领域仍然具有广阔的发展前景。
光学发展简史总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言光学作为物理学的一个重要分支，历史悠久且充满活力。
从人类社会的诞生到现代科技的飞速发展，光学始终伴随着人类文明的进步。
本文将对光学发展简史进行总结，以展现光学在各个时期的重要贡献。
二、光学发展简史1. 萌芽时期光学起源于人类对自然界的观察和思考。
早在古代，人们就已经发现并利用了光的现象，如墨子的小孔成像实验。
这一时期，光学主要关注光的直线传播和反射、折射等现象。
2. 几何光学时期17世纪，牛顿、笛卡儿、斯涅耳等科学家开始对光学进行深入研究。
牛顿提出了光的微粒说，解释了光的反射、折射等现象；笛卡儿提出了光的波动说，为后来的波动光学奠定了基础。
这一时期，光学逐渐形成了几何光学体系，包括光的反射定律、折射定律等。
3. 波动光学时期19世纪，托马斯·杨、菲涅耳等科学家对光的波动性进行了深入研究，提出了光的干涉、衍射等现象。
这一时期，光学进入了波动光学时期，光的本性逐渐由微粒说转向波动说。
4. 量子光学时期20世纪初，爱因斯坦、波尔等科学家提出了光的量子理论，解释了光的量子特性。
这一时期，光学进入了量子光学时期，光与物质的相互作用成为研究重点。
5. 现代光学时期20世纪中叶以来，光学技术飞速发展，激光、光纤、光学成像等领域取得了重大突破。
现代光学已成为一门综合性学科，与物理学、化学、生物学等领域密切相关。
三、光学的重要贡献1. 揭示了光的本性光学的发展使人类逐渐认识到光的本性，从微粒说、波动说到量子理论，光学为人类认识自然界提供了重要线索。
2. 推动了科技进步光学的发展为许多科技领域提供了理论基础和实验手段，如光纤通信、光学成像、激光技术等，极大地推动了科技进步。
3. 丰富了人类生活光学在医疗、教育、娱乐等领域发挥着重要作用，如光学显微镜、光学眼镜、光学投影等，丰富了人类的生活。
四、总结光学作为一门古老的学科，在各个时期都取得了辉煌的成就。
光学的发展不仅揭示了光的本性，还推动了科技进步和人类生活水平的提高。
光学发展简史
光学发展简史光学是一门研究光的性质和行为的学科，它的发展历史可以追溯到古代。
本文将为您详细介绍光学的发展简史，从古代到现代，逐步呈现光学学科的进步和突破。
1. 古代光学在古代，人们对光的性质和行为有了初步的认识。
古希腊的柏拉图和亚里士多德提出了光的传播是通过一种称为“视觉射线”的物质传播的理论。
另外，古希腊的毕达哥拉斯提出了“光锥”的理论，认为光是由一束直线射线组成的。
2. 光的折射与反射在16世纪，伽利略·伽利雷和威廉·斯涅尔分别研究了光的折射和反射现象。
他们的实验和观察结果奠定了光学的基础。
伽利略发现了光在不同介质中传播时的折射现象，并提出了著名的“斯涅尔定律”，即折射角和入射角的正弦比等于两个介质的折射率之比。
3. 光的波动理论到了17世纪，荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯提出了光的波动理论。
他认为光是由一系列波动组成的，这一理论解释了光的干涉和衍射现象。
这项理论为后来的光学研究提供了重要的基础。
4. 光的粒子性质在19世纪末，德国物理学家马克斯·普朗克和爱因斯坦的光电效应实验证明了光的粒子性质。
他们发现，光的能量是以离散的量子形式存在的，这一发现为量子力学的发展打下了基础。
5. 光的电磁理论到了19世纪末和20世纪初，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了光的电磁理论。
他认为光是由电磁波组成的，这一理论解释了光的偏振现象和干涉现象。
麦克斯韦的电磁理论为光学研究提供了重要的理论基础。
6. 光的量子理论20世纪初，爱因斯坦提出了光的量子理论，即光的粒子性质。
他认为光由一系列粒子（光子）组成，每个光子具有一定的能量。
这一理论解释了光的光谱现象和能量传递过程。
7. 光学技术的发展随着光学理论的不断发展，光学技术也得到了迅速的发展和应用。
例如，显微镜的发明使得人们可以观察微小的物体和细胞结构；望远镜的发明使得人们可以观测远处的天体；激光的发明和应用使得光学在通信、医学和工业领域有了广泛的应用。
光学发展简史
光学发展简史引言概述：光学作为一门研究光的传播、反射、折射等现象的学科，具有悠久的历史。
本文将从光学的起源开始，分五个部分介绍光学的发展历程，包括古代光学、光的波动理论、光的粒子性质、光学仪器的发展和现代光学的应用。
一、古代光学1.1 古代光学的起源古代光学的起源可以追溯到公元前4000年的埃及和美索不达米亚地区，人们开始观察到光的传播和反射现象。
1.2 古希腊的光学理论古希腊时期，光学开始形成理论基础。
毕达哥拉斯提出了光是由小粒子组成的粒子理论，而柏拉图和亚里士多德则认为光是由视觉器官发出的一种特殊物质。
1.3 古代光学的应用古代光学的应用主要集中在光的反射和折射方面，如太阳能的利用和镜子的制作等。
二、光的波动理论2.1 光的波动理论的提出17世纪，荷兰科学家胡克和惠更斯提出了光的波动理论，认为光是一种波动现象。
2.2 光的干涉和衍射现象波动理论的提出解释了光的干涉和衍射现象，如杨氏双缝干涉和菲涅尔衍射。
2.3 光的波动理论的发展随着时间的推移，光的波动理论逐渐完善，电磁理论的发展进一步加深了对光的波动性质的理解。
三、光的粒子性质3.1 光的粒子性质的提出19世纪末，德国物理学家普朗克提出了光的粒子性质，即光量子假设。
3.2 光的粒子性质的实验证据爱因斯坦在1905年提出了光电效应理论，证实了光的粒子性质。
3.3 光的粒子性质的发展量子力学的发展进一步深化了对光的粒子性质的认识，光子的概念得到了广泛的应用。
四、光学仪器的发展4.1 望远镜的发明17世纪，伽利略发明了望远镜，使人们能够观测到更远的天体。
4.2 显微镜的发明17世纪，荷兰科学家安东尼·范·李文虎克发明了显微镜，使人们能够观察微观世界。
4.3 激光的发明20世纪，激光的发明开创了新的光学领域，广泛应用于科学研究、医学、通信等领域。
五、现代光学的应用5.1 光纤通信光纤通信是现代光学的重要应用之一，具有高速传输、大容量等优势。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、产生、检测和控制等现象和规律的科学。
它涉及到光的物理性质、光的波动性质、光的粒子性质以及光与物质的相互作用等方面。
光学的发展历史悠久，经历了漫长的探索和发展过程，本文将为您详细介绍光学的发展简史。
1. 古代光学光学的起源可以追溯到古代，古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德对光的性质进行了初步的探索。
然而，最早系统地研究光学的是古希腊数学家欧几里得。
他在《几何原本》一书中提出了光的直线传播理论，并研究了光的反射和折射现象。
2. 中世纪光学中世纪时期，阿拉伯学者对光学的研究起到了重要的推动作用。
他们翻译了古希腊的光学著作，并进行了进一步的研究。
其中最著名的学者是伊本·海塔姆，他在《光学篇》中详细描述了光的传播和折射现象，并提出了光的直线传播原理。
3. 光的波动理论17世纪，荷兰科学家胡克和休谟等人提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动现象，能够通过介质中的振动传播。
这一理论得到了英国科学家牛顿的质疑和反驳，牛顿提出了光的粒子理论，并通过实验证实了自己的观点。
4. 光的粒子性质牛顿的光的粒子理论在当时得到了广泛的认可，但在后来的实验中遇到了一些难点。
19世纪初，法国科学家菲涅尔和英国科学家杨益达等人通过干涉和衍射实验证明了光的波动性质，推翻了牛顿的粒子理论。
这一发现对光学的发展产生了深远的影响。
5. 电磁理论与光的电磁性质19世纪中叶，麦克斯韦提出了电磁理论，认为光是由电磁波组成的。
这一理论得到了实验证实，并对光学的发展产生了重要的影响。
电磁理论的提出使得人们能够更好地理解光的传播和产生机制，为光学技术的发展奠定了基础。
6. 光的量子性质20世纪初，普朗克提出了量子理论，揭示了光的量子性质。
他认为光是由一束一束的能量量子组成的，这一理论被后来的实验证实。
量子理论的发展使得人们能够更深入地研究光的微观性质，为光学技术的进一步发展提供了理论基础。
7. 现代光学技术的发展随着科学技术的不断进步，光学技术得到了广泛的应用和发展。
物理学史——第四章光学的建立与发展
③判决性实验
他用两块木版各开一小孔F和G，并分别放于三棱镜两侧， 光从S 处平行射入F后，经棱镜折射穿过小孔G，到达另一 块木版de上，投过小孔g的光再经棱镜abc的折射后，抵达 墙壁MN。使第一个棱镜ABC缓缓绕其轴旋转，这样第二块 木版上不同颜色的光相继穿过小孔g到达三棱镜abc。实验 结果是：被第一个三棱镜折射最厉害的紫光，经过第二个 三棱镜时也偏折的最多。结论：白光是由折射性能不同的 各种颜色的光组成。
1、 斐索的旋转齿轮法
在地面上首先成功测出光速的是法国物理学家斐索（ A. Fizeau，1819-1896）。他于1849年创造了旋转齿轮法，即巧妙 地利用旋转齿轮作为遮光测时设备，确定光传播时间，再通过 光程计算光速。
他的实验数据为： L（齿轮和平面镜间的距离）= 8.633 公里， N（齿轮齿数）=720， Z（齿轮转数）=12.67/秒。 利用公式c=2L/t，t=1/2NZ，则可算出c=315014公里/秒。 考虑到他所利用仪器的局限，这个结果已经相当精确了。
一.早期光学
欧几里得——光的反射
阿勒.哈增——光的折射
西奥多里克——彩虹现象
达芬奇——针孔照相机
二 折射定律的建立
光学真正形成一门科学，应该从建立反射定律和折射定 律的时代算起，这两个定律奠定了几何光学的基础。17 世纪，望远镜和显微镜的应用大大促进了几何光学的发 展。
1 开普勒的工作：1611年写了《折光学》，记载了两个
如右图，若当地球(人)从B点运 动到A点时，恒星发出的光线从C点 传播到A，则光速和地球的公转速 度之比为：
v tg c v c
由此测得光速为：C=299930千米/秒
三. 光速的地面测定方法
1849年，法国人菲索（1819-1896）用齿轮旋转 法测得光速为 3.15× 108 米 / 秒。他是第一个首次证明 光速可以在实验中测得的人。另外，法国人傅科、美 国人纽克姆等都对光速测定做过贡献。
光学发展的五大历史时期
光学发展的五大历史时期
（一）光学发展的5个时期：
1、萌芽时期——最早是公元前5世纪墨子（墨翟）的《墨经》中还记载了丰富的几何光学知识。
墨子做了世界上第一个小孔成像的实验。
2、几何光学时期——荷兰人斯涅耳最早提出折射定律，由法国数学家费马（1601-1665）提出费马原理、予以确定。
使几何光学理论很快发展，以牛顿的微粒说为代表。
3、波动光学时期——以惠更斯的波动说为代表。
4、量子光学时期——以爱因斯坦的光子说为代表。
5、现代光学时期——以全息术、激光为标志。
（二）光学发展的特点：光学既是物理学中最古老的一个基础学科，又是当前科学研究中最活跃的前沿阵地，具有强大的生命力和不可估量的前途——光子时代。
光学发展简史
光学发展简史光学作为一门研究光的传播、变化和控制的学科，具有悠久的历史和广泛的应用领域。
本文将为您介绍光学的发展历程，涵盖了从古代到现代的重要里程碑和突破。
1. 古代光学的起源光学的起源可以追溯到古代文明时期。
早在公元前350年左右，古希腊哲学家亚里士多德就提出了光的传播是由于视觉物体发出的“视觉射线”进入人眼中。
然而，直到公元11世纪，光学领域的突破性进展才开始出现。
2. 光的折射和反射在17世纪初，荷兰科学家斯涅尔斯和法国科学家笛卡尔独立地发现了光的折射和反射现象。
斯涅尔斯提出了著名的“斯涅尔斯定律”，即入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
而笛卡尔则提出了光的反射定律，即入射角等于反射角。
这些发现为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的波动理论到了18世纪，英国科学家哈伊根斯和法国科学家菲涅尔提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动，能够在介质中传播。
这一理论解释了许多光的现象，如干涉和衍射。
然而，对于光的性质仍存在一些争议，直到20世纪初，爱因斯坦的光量子假设才给出了更完整的解释。
4. 光的粒子性和量子力学在20世纪初，爱因斯坦提出了光的粒子性，即光由一些离散的能量粒子组成，这些粒子被称为光子。
这一理论解释了光的电磁性质和光电效应等现象。
爱因斯坦的光量子假设为量子力学的发展奠定了基础，并为后来的光学研究提供了新的方向。
5. 激光的发明和应用到了20世纪中叶，激光的发明引起了光学领域的革命性变化。
1958年，美国物理学家理查德·汤姆斯和查尔斯·赫舍尔发明了激光，这是一种具有高度聚焦能力和单色性的光源。
激光的问世引发了光学技术的革命，被广泛应用于通信、医学、材料加工等领域。
6. 光学器件的发展随着光学理论和技术的不断发展，各种光学器件也相继问世。
例如，透镜、棱镜、光纤等器件的发明和改进，为光学研究和应用提供了强大的工具。
光学器件的发展使得我们能够更好地控制和利用光的性质，推动了光学技术的进步。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象以及光的性质和应用的学科。
自古以来，人们对光学现象的观察和研究一直存在，但正式的光学学科的形成可以追溯到古希腊时期。
以下是光学发展的简史。
1. 古代光学光学的起源可以追溯到古代文明时期。
古代埃及人和古希腊人对光的性质和现象进行了一些观察和研究。
例如，古希腊哲学家毕达哥拉斯提出了光是由“视觉火”组成的理论。
古希腊数学家欧几里得在其著作《几何原本》中对光的传播和反射进行了详细的描述。
2. 光的粒子理论17世纪，英国科学家牛顿提出了光的粒子理论。
他认为光是由微小的粒子组成的，这些粒子在介质中传播，并通过反射和折射来解释光的现象。
牛顿的粒子理论为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的波动理论18世纪末，法国科学家亨利·厄米·贝尔特罗提出了光的波动理论。
他认为光是一种波动现象，类似于水波的传播。
贝尔特罗的理论得到了当时的科学家的广泛认可，并为后来的光学研究提供了重要的指导。
4. 光的干涉和衍射19世纪初，英国科学家托马斯·杨和奥古斯特·菲涅耳对光的干涉和衍射现象进行了深入研究。
他们的实验证实了光的波动性，并提出了干涉和衍射现象的数学描述。
这些研究为后来的光学仪器和技术的发展奠定了基础。
5. 光的电磁理论19世纪中叶，英国科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了光的电磁理论。
他认为光是由电磁波构成的，这一理论统一了电磁现象和光的传播。
麦克斯韦的电磁理论为后来的光学研究和应用提供了重要的理论基础。
6. 光的量子理论20世纪初，德国科学家马克斯·普朗克提出了光的量子理论。
他认为光是由能量量子（光子）组成的，这一理论解释了光的粒子性和波动性。
普朗克的量子理论为后来的量子光学和光电子学的发展奠定了基础。
7. 光学应用的发展随着光学理论的不断发展，光学应用也得到了广泛的推广和应用。
光学在通信、显微镜、激光、光纤、光学传感器等领域都发挥着重要的作用。
光学发展史
光的波动说战胜粒子说被普遍接受
菲涅耳荣获了这一届的科学奖，而后人却戏剧性地称这个 亮点为泊松亮斑。 菲涅耳开创了光学的新阶段。他发展了 惠更斯和托马斯· 杨的波动理论，成为“物理光学的缔造 者”。
盖玻片 小钢珠
金属片 图1 图2
小钢珠和载波片 激光器 屏幕
图3
四、量子光学时期
光是以光速 c 运动的微粒流，称为光量子（光子）
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。
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．
菲涅耳(1788-1827)的贡献
在1818年法国科学院悬赏征文： 1.利用精密的实验确定光线的衍射效应 2.根据实验用数学归纳推导出光线通过物体附近 时的运动情况。
1819年，菲涅尔和阿喇戈联名发表了《关于偏振光的相互作用》 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.杨的波动理论，成为物理光学 的缔造者，开创了光学研究的新阶段。
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 胡克：“光必定是一种振动。” 荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想， 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。 惠 更 斯 像
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
光学发展简史
光学发展简史光学学科是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象的科学领域。
它的发展历史可以追溯到古代，而随着科学技术的不断进步，光学在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将从古代到现代，逐步介绍光学学科的发展历程。
1. 古代光学光学的起源可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家毕达哥拉斯认为光是由一种称为“视觉火”（visual fire）的物质组成的。
而另一位古希腊哲学家伊壁鸠鲁则认为光是由无数个微小的粒子组成的。
然而，直到公元11世纪，阿拉伯科学家艾布·哈塞尔（Ibn al-Haytham）通过实验证明了光的传播是直线传播，并提出了光的折射定律。
2. 光的波动理论17世纪，光的波动理论开始兴起。
荷兰科学家胡克（Christiaan Huygens）提出了光的波动理论，并解释了光的折射和干涉现象。
同时，英国科学家牛顿（Isaac Newton）提出了光的粒子理论，他认为光是由微粒组成的。
这两种理论引发了一场关于光的本质的争论，直到19世纪末，波动理论逐渐占据主导地位。
3. 光的电磁理论19世纪初，英国科学家托马斯·杨（Thomas Young）进行了著名的双缝干涉实验，证明了光是波动的。
随后，法国科学家奥古斯丁·菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel）发展了光的波动理论，解释了光的衍射现象。
而在同一时期，英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提出了光的电磁理论，将光与电磁波联系在一起。
4. 光的量子理论20世纪初，德国科学家马克斯·普朗克（Max Planck）提出了量子理论，解释了黑体辐射现象。
在此基础上，爱因斯坦（Albert Einstein）在1905年提出了光的粒子性，即光子的概念。
这一理论为后来的量子力学奠定了基础。
5. 现代光学20世纪以来，光学学科得到了广泛的应用和发展。
光学发展简史
光学发展简史光学是一门研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的学科，它在人类历史上有着悠久的发展历史。
本文将从古代到现代，为您介绍光学领域的发展简史。
1. 古代光学发展古代光学的发展可以追溯到古希腊时期。
公元前500年左右，古希腊哲学家毕达哥拉斯提出了“光是由眼睛发出的一种物质”这一观点。
后来，古希腊哲学家亚里士多德提出了“光是由物体发出的一种形式”这一观点。
这些观点为后来的光学研究奠定了基础。
2. 光学的实验与理论突破17世纪，光学领域发生了重大的实验与理论突破。
伽利略·伽利莱通过实验观察到光的折射现象，并提出了“光速不变”的观点。
克里斯蒂安·惠更斯通过实验验证了伽利略的观点，并进一步提出了“光是由粒子组成”的学说。
这些实验和理论的突破，为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的波动理论的提出19世纪，光的波动理论的提出进一步推动了光学的发展。
托马斯·杨和奥古斯特·菲涅耳等科学家通过实验证明了光的干涉和衍射现象，从而证实了光是一种波动现象。
这一理论的提出，为后来的光学研究提供了重要的理论基础。
4. 光的电磁理论的发展19世纪末，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过数学推导，提出了光的电磁理论。
他认为光是电磁波，同时也是电场和磁场的相互作用产生的。
这一理论的提出，进一步深化了人们对光的理解，为后来的光学研究提供了重要的理论基础。
5. 光学技术的发展20世纪以来，随着科学技术的不断进步，光学领域的研究和应用得到了极大的发展。
人们发明了各种光学仪器，如望远镜、显微镜、光谱仪等，这些仪器在天文学、生物学、化学和物理学等领域发挥着重要的作用。
此外，光纤通信技术的出现更是使光学在信息传输领域发挥了重要的作用。
总结：光学的发展经历了古代的哲学思辨、实验与理论突破、波动理论的提出、电磁理论的发展以及现代光学技术的应用等阶段。
从古希腊时期的哲学思考，到17世纪的实验与理论突破，再到19世纪的波动理论和电磁理论的提出，光学的研究逐渐深入，并在20世纪得到了广泛的应用。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象的科学，它是自古以来就受到人类的关注和研究的领域之一。
本文将为您介绍光学发展的简史，从古代到现代，逐步展现了光学的发展历程。
1. 古代光学古代的光学研究主要集中在光的传播和反射方面。
公元前3000年左右，古埃及人就开始研究太阳光的特性，并利用反射现象来设计和建造金字塔。
古希腊的哲学家柏拉图和亚里士多德也对光的传播和反射进行了一些理论探讨，但缺乏实验证据。
2. 光的折射在17世纪初，荷兰科学家斯涅尔斯发现了光的折射现象。
他观察到光线从空气射入玻璃后会发生偏折，提出了斯涅尔斯定律，即光线在两种介质中传播时，入射角和折射角之间的关系。
这一发现为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的干涉在17世纪中叶，英国科学家牛顿进行了一系列光的实验，证明了光的干涉现象。
他利用两块玻璃板将光分成两束，然后再将它们合并在一起，观察到了明暗相间的干涉条纹。
这一实验结果揭示了光的波动性质，并奠定了光的波动理论的基础。
4. 光的衍射在19世纪初，法国科学家菲涅耳进一步研究了光的波动性质，提出了光的衍射理论。
他通过实验证明，光线通过狭缝或物体边缘时会发生衍射现象，产生一系列明暗相间的衍射条纹。
这一发现进一步证实了光的波动性质，并为后来的光的衍射研究提供了基础。
5. 光的偏振在19世纪中叶，法国科学家菲涅耳和英国科学家马尔斯特发现了光的偏振现象。
他们发现光线在通过某些材料时会变成单一方向振动的偏振光。
这一发现为后来的偏振光的研究提供了基础，并在光学仪器的设计和制造中起到了重要作用。
6. 光的量子性质在20世纪初，德国物理学家普朗克提出了光的量子理论，即光的能量是以离散的量子形式存在的。
这一理论为解释光的发射和吸收现象提供了新的视角，并为后来的量子力学的发展奠定了基础。
7. 现代光学随着科学技术的不断进步，光学在现代得到了广泛的应用和发展。
光学在通信、医学、材料科学、天文学等领域都发挥着重要的作用。
光学发展简史
至此，光的弹性波动理论既能说明光的直线传播，也能解释光的干 涉和衍射现象，并且横波的假设又可解释光的偏振现象。看来一切 似乎十分圆满了，但这时仍把光的波动看做是“以太”中的机械弹 性波动。至于“以太”究竟是怎样的物质，尽管人们赋予它许多附 加的性质，仍难自圆其说。
这样，光的弹性波理论存在的问题也就暴露出来了。此外，这个理 论既没有指出光学现象和其他物理现象间的任何联系，也没能把表 征介质特性的各种光学常量和介质的其他参量联系起来。
➢
首先观察到光的衍射现象
➢ 也观察到光的衍射现象
➢和
分别独立的研究了薄膜所产生的彩色干涉条纹
所有这些都是光的波动理论的萌芽
由此也拉开了微粒理论和波动理论关于光的本性之争的序幕
微粒理论
以 为代表 认为光是按照惯性定律沿直线飞行的微 粒流 • 直接说明了直线传播定律 • 解释了光的反射和折射定律 • 不能说明衍射现象 • 不能解释牛顿环 • 得出光在水中的速度大于空气中的速
1845年法拉第发现了光的振动面在强磁场中的旋转，从而揭示了光学现象和 电磁现象的内在联系。 1856年韦伯和柯尔劳斯通过在莱比锡做的电学实验发现了电荷的电磁单位和 静电单位的比值等于光在真空中的传播速度。 1865年麦克斯韦指出电磁波以光速传播，说明光是一种电磁现象。 1888年赫兹的实验证实光是一种电磁现象。 至此，确立了光的电磁理论基础，尽管关于以太的问题，要在相对论出现以 后才能得到完全解决。 在此期间，人们还用多种实验方法对光速进行了多次测量 1849年菲佐运用旋转齿轮法以及1862年傅科使用旋转镜法测定了光在各种不 同介质中的传播速度。
04 量 子 光 学 时 期 PART ONE
19世纪末到20世纪初，光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的微观 机制中。光的电磁理论的主要困难是不能解释光和物质相互作用的某些现象， 例如黑体辐射问题、光电效应。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播和光的相互作用的科学领域。
它涉及到光的产生、传输、控制和检测等方面的研究，是现代科学和技术中不可或缺的一部分。
本文将为您介绍光学发展的历史，从古代到现代，逐步展示了光学科学的进步和发展。
1. 古代光学古代光学的起源可以追溯到公元前3000年左右的古埃及和古巴比伦。
当时人们对光的性质进行了一些观察和实验，但对光的本质并没有深入的认识。
古希腊哲学家亚里士多德是古代光学的重要代表人物，他提出了“视觉是由眼睛发出的一种物质”这一观点。
2. 光的传播理论在17世纪初，荷兰科学家胡克和英国科学家牛顿等人对光的传播进行了深入的研究。
胡克提出了光的波动理论，认为光是一种波动现象。
而牛顿则提出了光的粒子理论，认为光是由小颗粒组成的。
这两种理论在当时引发了激烈的争论，被称为“光的本质之争”。
3. 光的干涉和衍射18世纪末，英国科学家托马斯·杨和法国科学家奥古斯丁·菲涅耳等人对光的干涉和衍射现象进行了研究。
他们发现，当光通过狭缝或物体边缘时，会出现干涉和衍射现象，这进一步证明了光的波动性质。
这些发现为后来的光学理论奠定了基础。
4. 光的偏振19世纪初，法国科学家艾尔斯特·马吕斯·布雷格和英国科学家威廉·尼古拉斯·普尔等人对光的偏振现象进行了研究。
他们发现，光可以被特定的材料或器件过滤，只保留特定方向的振动。
这一发现对光的操控和应用具有重要意义。
5. 光的量子性质20世纪初，德国物理学家马克斯·普朗克提出了量子理论，为解释光的行为提供了新的解释。
他认为，光的能量是以离散的量子形式存在的，这一理论为后来的量子光学奠定了基础。
随后，爱因斯坦提出了光电效应和光的波粒二象性理论，进一步揭示了光的量子性质。
6. 现代光学应用随着科学技术的不断发展，光学在现代社会中的应用越来越广泛。
光学在通信、医学、材料科学、能源等领域都扮演着重要的角色。
光学发展简史
光学发展简史光学是一门研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的学科，涉及光的产生、传输和控制等方面。
本文将为您详细介绍光学的发展历程，从古代到现代的重要里程碑。
1. 古代光学古代光学的起源可以追溯到公元前3000年左右的古埃及和古希腊。
古埃及人使用镜子和透镜来进行化妆和观察天空。
古希腊哲学家亚里士多德提出了“视觉光线”理论，认为光是由眼睛发出的。
而另一位古希腊哲学家德谟克利特则认为光是由物体发出的。
2. 光学的发展与透镜在16世纪，光学开始迎来重要的突破。
伽利略·伽利莱通过望远镜的发明，观察到了月球表面的山脉和木星的卫星，证明了地心说的错误。
这一发现对天文学和光学的发展产生了深远的影响。
17世纪，荷兰科学家赫伊根斯发现了透镜的折射性质，提出了光的传播是以波动的形式进行的。
这一理论为后来的光学研究奠定了基础。
同时，牛顿通过实验发现了光的分光现象，并提出了光的颜色是由光的频率决定的。
3. 光的波动理论和干涉18世纪末，波动理论得到了进一步的发展。
托马斯·杨发现了光的干涉现象，通过实验证明了光的波动性质。
这一发现为后来的光的干涉和衍射现象的研究提供了重要的依据。
19世纪，奥古斯特·菲涅耳进一步发展了光的波动理论，解释了光的干涉、衍射和偏振现象。
他的研究对光学的发展产生了深远的影响，并为后来的光学技术提供了重要的理论基础。
4. 光的粒子性质和量子光学20世纪初，麦克斯·普朗克提出了量子理论，认为光是由一系列能量量子组成的。
爱因斯坦在此基础上进一步研究，提出了光的粒子性质，并解释了光电效应。
随着量子理论的发展，量子光学逐渐成为光学研究的重要分支。
量子光学研究光的量子特性，如光子的产生、操控和检测等。
这一领域的发展为光学通信、激光技术和量子计算等领域的发展提供了重要的理论支持。
5. 现代光学技术的发展20世纪以来，光学技术得到了快速发展。
激光技术的出现使得光学在科学研究、医学、通信、制造等领域发挥了重要作用。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象以及光的性质和应用的学科。
它是自古以来人类认识光的过程中逐步形成的一门科学。
本文将为您介绍光学发展的历史，从古代的光学思想到现代光学技术的发展。
1. 古代光学思想在古代，人们对光的性质和传播方式有了一些初步的认识。
公元前4世纪的古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德提出了关于光的传播方式的理论。
柏拉图认为光是由眼睛发出的细小颗粒，这些颗粒通过空气传播。
而亚里士多德则认为光是由物体发出的，通过空气传播到我们的眼睛。
2. 光的折射和反射公元10世纪，阿拉伯科学家伊本·海塔姆开始研究光的折射和反射现象。
他通过实验观察到光在不同介质中的传播方式，并提出了光的折射定律和反射定律。
这些定律为后来的光学研究奠定了基础。
3. 光的波动理论17世纪，荷兰科学家胡克和英国科学家惠更斯提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动，通过介质传播。
这一理论解释了光的干涉和衍射现象，并为后来的光学研究提供了重要的理论基础。
4. 光的粒子性质19世纪末，德国物理学家普朗克和爱因斯坦提出了光的粒子性质。
他们认为光由一些微粒组成，这些微粒被称为光子。
光的粒子性质解释了光的能量传递和光电效应等现象。
5. 光学技术的发展20世纪，随着科学技术的进步，光学技术得到了迅猛发展。
光学被应用于各个领域，如通信、医学、军事等。
光纤通信技术的出现使得信息传输更加快速和稳定。
激光技术的发展使得激光器在医学、制造业等领域得到广泛应用。
6. 现代光学研究现代光学研究涉及到许多领域，如光学材料、光学器件、光学成像等。
光学材料的研究致力于寻找新的材料，以改善光学器件的性能。
光学器件的研究包括光学透镜、光学棱镜、光学滤波器等的设计和制造。
光学成像技术的发展使得我们能够观测到微观世界的细节。
总结：光学发展经历了数千年的演变，从古代的光学思想到现代的光学技术，人类对光的认识和应用不断推进。
光学的发展不仅推动了科学的进步，也改变了我们的生活方式。
第一讲 光的发展简史
医学物理学
电 磁 波 谱
医学物理学
: 390 ~ 760 nm : 7.5 1014 ~ 4.11014 Hz
光是一种电磁波
①电磁波E、B
变化的电场用电场强度的振动（即其数值大小的变 化）来表示，电场强度矢量E称为电矢量或E矢量， 其波动方程为：
E=Emsinω(t-x/c) E 矢量能引起人眼视觉和底片感光，叫做光矢量 变化的磁场用磁场强度矢量来表示，把磁场强度 矢量简称为磁矢量B或B矢量，其波动方程为：
光的发展简史 光学的起源： 可 以 追 溯 到 二 、 三 千 年 前 ： 战 国 墨 翟所著墨经，描述了小孔成像、平、 凸、凹面镜等。 西方欧几里得（公元前约330-260）： 《反射光学》，研究了光的反射。
牛顿（1643-1727）微粒说： 光是一种细微的大小不同而又迅速运动 的粒子。 胡克说(1635-1703)：光必是一种振动。 惠 更 斯 （ 1629-1695 ） 波 动 说 ： 发 展 了胡克的思想。
B=Bmsinω(t-x/c)
医学物理学
②、E、B都垂直于传播方向x(是横波)，且互相垂直。 E B
③、电磁波在真空中以光速c传播。
1 c
00
医学物理学
1916爱因斯坦提出了原子和分子的受激辐射， 1960年第一台激光器研制成功。
古典光学 传统光学
20世纪以前
医学物理学
现代光学
20世纪
光子时代
菲涅尔的理论-泊松的计算-阿拉果的 实验找到了有利于波动说的泊松亮斑。
医学物理学
菲涅尔开展了光学研究的新阶段，物理光学的缔 造者，光的波动说战胜了粒子说。 20世纪初，爱因斯坦提出了光的波粒二象性。 开普勒、斯涅耳（折射定律）、费马等人对光学的 发展做出了贡献。 1888年，麦克斯韦用实验首次证明了电磁波的存在。
光学发展简史
光学发展简史光学是一门研究光的传播、发射、操控和检测的学科，它对人类社会的发展和科学技术的进步起到了重要的推动作用。
本文将为您介绍光学的发展历程，从古代到现代，从基础理论到应用技术，带您了解光学的演进和影响。
1. 古代光学光学的起源可以追溯到古代文明时期。
早在公元前3000年摆布，埃及人就开始研究光的传播和折射现象。
他们利用太阳光的折射现象，设计了日晷，用于测量时间。
古希腊的哲学家和数学家也对光学进行了深入研究，其中最著名的是柏拉图和亚里士多德。
柏拉图提出了“光线是由眼睛发出的”这一错误观点，而亚里士多德则正确地解释了光的传播和折射现象。
2. 光的波动理论17世纪，荷兰科学家胡克和赫维留斯提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动现象，可以通过干涉和衍射来解释光的行为。
这一理论为后来的光学研究奠定了基础。
著名的英国科学家牛顿在17世纪末提出了光的粒子理论，认为光是由弱小的粒子组成的。
这一理论在一段时间内占领主导地位，但在19世纪被波动理论所取代。
3. 光的电磁理论19世纪初，英国科学家杨-菲涅耳和法拉第提出了光的电磁理论。
他们认为光是一种电磁波，可以通过振动的电场和磁场来描述。
这一理论得到了实验证据的支持，并成为了现代光学的基础。
随后，英国物理学家麦克斯韦进一步发展了光的电磁理论，并将其与电磁场的统一理论相结合，提出了麦克斯韦方程组。
这一方程组成为了电磁学和光学的基础，并奠定了光的波动性质和电磁波的统一理论。
4. 光的量子理论20世纪初，德国物理学家普朗克提出了量子理论，用于解释光和其他物质的微观行为。
他认为光的能量是以离散的方式传播的，称为光子。
这一理论解释了光的粒子性质，并为后来的量子力学奠定了基础。
随后，爱因斯坦在1905年提出了光电效应理论，进一步支持了光的量子性质。
这一理论对于理解光的相互作用和应用于光电子学等领域具有重要意义。
5. 光学的应用光学的发展不仅仅停留在理论研究，还涉及到了许多重要的应用领域。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的科学领域，它的发展历史可以追溯到古代。
本文将为您详细介绍光学发展的里程碑和重要人物，以及光学在不同领域的应用。
1. 古代光学的起源古代光学的起源可以追溯到公元前3000年左右。
古埃及人和古希腊人都对光的性质进行了一些初步的研究。
在古希腊，著名的哲学家亚里士多德提出了光是由眼睛发出的观点，而且光的传播是瞬间完成的。
然而，这些观点都是基于直观的经验，缺乏实证的依据。
2. 光的折射定律的发现在17世纪初，法国科学家斯涅尔发现了光的折射定律。
他的实验表明，光线通过两种介质的界面时，会发生折射，并且折射角度与入射角度之比在两种介质中保持不变。
这一发现为后来的光学研究奠定了基础，并为光学仪器的设计和制造提供了理论依据。
3. 光的波动理论的提出在17世纪中叶，荷兰科学家惠更斯提出了光的波动理论。
他认为，光是一种横波，它的传播需要介质的支持。
惠更斯的波动理论解释了光的干涉和衍射现象，为光学研究提供了更深入的理论基础。
4. 光的粒子性质的发现在19世纪初，英国科学家牛顿进行了光的实验，并提出了光的粒子性质的假设。
他通过将光线通过一个三棱镜，发现光线可以分解成不同颜色的光谱。
这一实验结果表明，光是由许多微小的粒子组成的，这些粒子具有不同的波长和频率。
5. 光的电磁波理论在19世纪末，英国科学家麦克斯韦提出了光是电磁波的理论。
他的电磁波方程组描述了电磁波的传播规律，其中包括光波。
这一理论的提出进一步加深了人们对光的理解，并为光的应用提供了更多的可能性。
6. 光学在显微镜和望远镜中的应用光学在显微镜和望远镜的发展中起到了重要的作用。
17世纪，荷兰科学家安东尼·范·李文霍克发明了显微镜，并用它观察了微小的生物结构，如细胞。
这一发明对生物学的发展产生了重要影响。
同时，望远镜的发明也使人们能够观察到更远的天体，推动了天文学的进步。
7. 光学在光纤通信中的应用光纤通信是一种基于光的信息传输技术，它利用光的折射和反射特性来传输信号。
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光学发展史光科1001班曲东雪 10272017 摘要：光学的主要光学(optics)是研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。
光学的起源在西方很早就有光学知识的记载，但是光学真正形成一门科学，应该从建立反射定律和折射定律的时代算起。
其发展主要经历了萌芽时期，几何光学时期，波动光学时期和量子光学时期四个阶段。
人们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学来研究。
关键词：光学的定义；光学的历史发展；光学研究内容Optical Development History Abstract: optical main optical ( Optics ) is the study of light( electromagnetic waves) behavior and properties, as well asthe interaction of light with matter of physics. Optics origin inthe West have long optical knowledge records, but the opticaltrue to form a science, should from build reflection law andrefraction law era. Its development mainly experienced buddingperiod, geometrical optics, wave optics and quantum optics infour stages: the period of. People usually put on opticalgeometric optics, physical optics and quantum optics research. Key words: optical definition; optical historical development; optical research content光学定义光学(optics)，是研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。
传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。
光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。
光学既是物理学中最古老的一个基础学科，有事当前科学研究中最活跃的前沿阵地，具有强大的生命力和不可估量的前途。
光学的发展过程是人类认识客观世界的进程中一个重要的组成部分，是不断揭露矛盾和克服矛盾、从不完全和不确切的认识总部走向较完善和较确切认识的过程。
它的不少规律和理论是直接从欧美和生产实践中总结出来的，也有相当多的发现来自长期的系统的科学实验。
光学的发展为生产技术提供了许多精密、快速、的衡东的实验手段和重要的理论依据；而圣餐技术的发展，又反过来不断向光学提出许多要求解决的新课题，并为进一步深入研究光学准备了物质条件。
光学的起源在西方很早就有光学知识的记载，欧几里得(Euclid，公元前约330～260)的<反射光学>(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯学者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)写过一部<光学全书>，讨论了许多光学的现象。
光学真正形成一门科学，应该从建立反射定律和折射定律的时代算起，这两个定律奠定了几何光学的基础。
17世纪，望远镜和显微镜的应用大大促进了几何光学的发展。
光的本性（物理光学）也是光学研究的重要课题。
微粒说把光看成是由微粒组成，认为这些微粒按力学规律沿直线飞行，因此光具有直线传播的性质。
19世纪以前，微粒说比较盛行。
但是，随着光学研究的深入，人们发现了许多不能用直进性解释的现象，例如干涉、衍射等，用光的波动性就很容易解释。
於是光学的波动说又占了上风。
两种学说的争论构成了光学发展史上的一根红线。
狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。
而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。
光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。
历史发展光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到2000多年前。
人类对光的研究，最初主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体？”之类问题。
约在公元前400多年(先秦的时代)，中国的《墨经》中记录了世界上最早的光学知识。
它有八条关于光学的记载，叙述影的定义和生成，光的直线传播性和针孔成像，并且以严谨的文字讨论了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。
自《墨经》开始，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时独立地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为今天大家所惯用的反射定律和折射定律。
1665年，牛顿进行太阳光的实验，它把太阳光分解成简单的组成部分，这些成分形成一个颜色按一定顺序排列的光分布——光谱。
它使人们第一次接触到光的客观的和定量的特征，各单色光在空间上的分离是由光的本性决定的。
牛顿还发现了把曲率半径很大的凸透镜放在光学平玻璃板上，当用白光照射时，则见透镜与玻璃平板接触处出现一组彩色的同心环状条纹；当用某一单色光照射时，则出现一组明暗相间的同心环条纹，后人把这种现象称牛顿环。
借助这种现象可以用第一暗环的空气隙的厚度来定量地表征相应的单色光。
牛顿在发现这些重要现象的同时，根据光的直线传播性，认为光是一种微粒流。
微粒从光源飞出来，在均匀媒质内遵从力学定律作等速直线运动。
牛顿用这种观点对折射和反射现象作了解释。
惠更斯是光的微粒说的反对者，他创立了光的波动说。
提出“光同声一样，是以球形波面传播的”。
并且指出光振动所达到的每一点，都可视为次波的振动中心、次波的包络面为传播波的波阵面(波前)。
在整个18世纪中，光的微粒流理论和光的波动理论都被粗略地提了出来，但都不很完整。
19世纪初，波动光学初步形成，其中托马斯·杨圆满地解释了“薄膜颜色”和双狭缝乾涉现象。
菲涅耳于1818年以杨氏乾涉原理补充了惠更斯原理，由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲涅耳原理，用它可圆满地解释光的干涉和衍射现象，也能解释光的直线传播。
在进一步的研究中，观察到了光的偏振和偏振光的干涉。
为了解释这些现象，菲涅耳假定光是一种在连续媒质(以太)中传播的横波。
为说明光在各不同媒质中的不同速度，又必须假定以太的特性在不同的物质中是不同的；在各向异性媒质中还需要有更复杂的假设。
此外，还必须给以太以更特殊的性质才能解释光不是纵波。
如此性质的以太是难以想象的。
光学1846年，法拉第发现了光的振动面在磁场中发生旋转；1856年，韦伯发现光在真空中的速度等于电流强度的电磁单位与静电单位的比值。
他们的发现表明光学现象与磁学、电学现象间有一定的内在关系。
1860年前后，麦克斯韦的指出，电场和磁场的改变，不能局限于空间的某一部分，而是以等于电流的电磁单位与静电单位的比值的速度传播着，光就是这样一种电磁现象。
这个结论在1888年为赫兹的实验证实。
然而，这样的理论还不能说明能产生象光这样高的频率的电振子的性质，也不能解释光的色散现象。
到了1896年洛伦兹创立电子论，才解释了发光和物质吸收光的现象，也解释了光在物质中传播的各种特点，包括对色散现象的解释。
在洛伦兹的理论中，以太乃是广袤无限的不动的媒质，其唯一特点是，在这种媒质中光振动具有一定的传播速度。
对于像炽热的黑体的辐射中能量按波长分布这样重要的问题，洛伦兹理论还不能给出令人满意的解释。
并且，如果认为洛伦兹关于以太的概念是正确的话，则可将不动的以太选作参照系，使人们能区别出绝对运动。
而事实上，1887年迈克耳逊用乾涉仪测“以太风”，得到否定的结果，这表明到了洛伦兹电子论时期，人们对光的本性的认识仍然有不少片面性。
1900年，普朗克从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念，提出了辐射的量子论。
他认为各种频率的电磁波，包括光，只能以各自确定分量的能量从振子射出，这种能量微粒称为量子，光的量子称为光子。
量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律，而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问题。
量子论不但给光学，也给整个物理学提供了新的概念，所以通常把它的诞生视为近代物理学的起点。
1905年，爱因斯坦运用量子论解释了光电效应。
他给光子作了十分明确的表示，特别指出光与物质相互作用时，光也是以光子为最小单位进行的。
1905年9月，德国《物理学年鉴》发表了爱因斯坦的“关于运动媒质的电动力学”一文。
第一次提出了狭义相对论基本原理，文中指出，从伽利略和牛顿时代以来占统治地位的古典物理学，其应用范围只限于速度远远小于光速的情况，而他的新理论可解释与很大运动速度有关的过程的特征，根本放弃了以太的概念，圆满地解释了运动物体的光学现象。
这样，在20世纪初，一方面从光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波；而另一方面又从热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用等无可怀疑地证明了光的量子性——微粒性。
1922年发现的康普顿效应，1928年发现的喇曼效应，以及当时已能从实验上获得的原子光谱的超精细结构，它们都表明光学的发展是与量子物理紧密相关的。
光学的发展历史表明，现代物理学中的两个最重要的基础理论——量子力学和狭义相对论都是在关于光的研究中诞生和发展的。
此后，光学开始进入了一个新的时期，以致于成为现代物理学和现代科学技术前沿的重要组成部分。
其中最重要的成就，就是发现了爱因斯坦于1916年预言过的原子和分子的受激辐射，并且创造了许多具体的产生受激辐射的技术。
爱因斯坦研究辐射时指出，在一定条件下，如果能使受激辐射继续去激发其他粒子，造成连锁反应，雪崩似地获得放大效果，最后就可得到单色性极强的辐射，即激光。
1960年，西奥多·梅曼用红宝石制成第一台可见光的激光器；同年制成氦氖激光器；1962年产生了半导体激光器；1963年产生了可调谐染料激光器。
由于激光具有极好的单色性、高亮度和良好的方向性，所以自1958年发现以来，得到了迅速的发展和广泛应用，引起了科学技术的重大变化。
光学的另一个重要的分支是由成像光学、全息术和光学信息处理组成的。
这一分支最早可追溯到1873年阿贝提出的显微镜成像理论，和1906年波特为之完成的实验验证；1935年泽尔尼克提出位相反衬观察法，并依此由蔡司工厂制成相衬显微镜，为此他获得了1953年诺贝尔物理学奖；1948年伽柏提出的现代全息照相术的前身——波阵面再现原理，为此，伽柏获得了1971年诺贝尔物理学奖。