光学发展史的五大阶段

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牛顿 Isaac Newton (1642~1727)
在热学方面,牛顿于1701年发现了冷却定律。 在数学方面,牛顿提出 “流数法” (即今微分学) 建立了二项式定理,并和莱布尼茨同时创立了微 积分学,开辟了数学上的一个新纪元。1687年出 版了科学名著《自然哲学的数学原理》,在这本 书里,他用数学解释了哥白尼学说和天体运动的现象,阐明了运动三 定律和万有引力定律等。牛顿哲学思想属于自发的唯物主义,但却形 而上学地提出所谓绝对时间和绝对空间的观点,他还认为一切行星都 是在某外来的“第一推动力”作用下,由静止开始运动的。晚年埋头 编写以神学为题材的著作。牛顿的很多成就是在25岁前闲居故乡的两 年中完成的(如发明微积分和二项式定理,用棱镜分析日光,思考万 有引力定律等)。1668~1705年他以剑桥大学代表的身份当上了英国 国会议员,1699年被任命为造币厂厂长。1703年起担任伦敦皇家学会 会长(直到逝世),1705年被英国女皇授以爵士称号。逝世以后还以 对国有功的伟人葬于威敏斯特教堂。牛顿终身未婚, 在病笃时有句 名言:“若我比别人更有远见,只因我站在巨人的肩上 ”。为了纪 念他,力的国际制单位就以他的姓氏命名。
光学发展史的五大阶段
时期 阶段
实验
理论 代表人物
萌芽 几何 波动 量子 现代
远古-16世纪
(简单) 光学元件
反射定律
欧几里德 (前33-前275)
17-18世纪
望远镜和 显微镜(合)
折射定律
开普勒/笛卡儿 斯涅耳/牛顿
19世纪
杨氏/马吕斯 光的电磁 杨氏/菲涅耳
波长/声速 理论
马吕斯
19世纪末- 黑体/光电波粒二象性 爱因斯坦/
他还于1604年 9月30日观察到一颗超新星的爆发 ( 我国明史上也 有这颗星的记载 ) 。 开普勒的主要著作有 《神秘的宇宙》等。 开 普勒一生过着贫苦的生活,完成了行星天文表后,虽然获得了“皇家 数理家 ”的头衔,但宫廷却不发给俸禄,他不得不再从事星相术来 挣钱糊口,死时一贫如洗。
斯涅耳 willebrord Snell (1591-1626)
Leabharlann Baidu
牛顿 Isaac Newton (1642~1727)
英国物理学家、数学家、天文学家。1642 年12月25日出生于英国林肯郡。1665年毕业于剑 桥大学,并从1669年起在该校任教30年。1727年 3月20日在伦敦逝世。
他是历史上最伟大的科学家之一,具有多 方面的成就。在力学方面,提出了“力”、“质量”和“动量”的明 确定义,并把它们与伽利略所提出的加速度联系起来,总结了机械运 动的基本定律 ( 牛顿运动定律 ) ,从而创立了经典力学体系,这是人 类对自然的认识的一次飞跃。在天文学方面,他总结出宇宙中普遍适 用的万有引力定律,还于1671年创制了反射望远镜,观察了行星运动, 解释了潮汐现象,预言地球了不是正球体, 并由此说明了岁差现象 等。 在光学方面,主要致力于色散现象和光的本质研究,并于1666 年通过三棱镜对日光的分析,发现了白光是由不同颜色的光构成,成 为光谱分析的基础,并制作了牛顿色盘。1675年观察到光的一种干涉 图样,称为牛顿环。 他创立了光的“微粒说”,这在一定程度上反 映了光的本性,并于1704年出版了《光学》一书。
谷·布拉赫 ( Tyho Brahe,1546~1601)的助手。
开普勒 Johannes Kepler (1571-1630)
1601 年第谷去世, 开普勒继承了第谷的未 竟事业。他利用第谷多年积累的观察资料,进 行了仔细的分析研究,获得了惊人的成果。 1609年,开普勒提出了行星运动的第一定律和 第二定律,即“轨道定律”和 “面积定律”,1618 年又提出了行星运动第三定律,即“周期定律”。 并在1627年完成了鲁道夫天文表,表中列出了 1005 颗恒星的位置。 此外,他还创立了大气折射理论,并根据这一理论提出了天体望远镜 的原理。
法国物理学家、数学家。1806年毕业于 巴黎工科大学。1823年被选为巴黎科学院院 士。1825年当选为伦敦皇家学会的委员。菲 涅耳主要从事于光的本性的研究。他曾用自 己设计的光的干涉实验,证实了光的波动性,提出了相干条 件,他对惠更斯原理的内容进行了补充和推广,建立了惠更 斯—菲涅耳原理。他在光的偏振及双折射现象方面也有一定 的研究成果,1817年获得英国皇家学会的奖章。著有《光的 衍射》一书。
杨氏 Thomas Young (1773~1829)
英国物理学家。 1796 年获哥丁根大学 博士学位。1799年完成双缝干涉实验;1801年 描述散光现象,提出了色觉理论公式。后任皇 家研究院物理教授及皇家学会秘书。在生理学方面也有研究。
菲涅耳 Augustin Jean Fresnel (1788~1827)
20世纪中叶 康普顿效应 物质波 麦克斯韦/普朗克
20世纪中叶 激光/传递 光的 -现代 函数/全息 受激辐射
肖洛等
开普勒 Johannes Kepler (1571-1630)
德国天文学家。生于一个贫民家庭。 1588年进入蒂宾根大学学习神学、数学和 哲学,但对天文学发生了兴趣,在天文学 家迈克尔(Michaelm,1550~1631)的指导 下开始研究哥白尼的天文学。1594年担任 格拉次大学数学教师。1598年迫于天主教徒的惩罚恫吓,离 开家乡,逃到匈牙利。1600年来到布拉格,成为天文学家第
荷兰数学家及物理学家。1613年任莱顿大学教授。1617年最 早用三角方法求经度的长度,因而可测地球的大小。1621年发现 光的折射定律,也称斯涅耳定律,可惜末撰写论文发表,只是讲 述此定律。
惠更斯 Christian Huygens (1629~1695)
荷兰物理学家、数学家、天文学家。 生于海 牙。1655 年获法学博士学位。1663年成为伦敦皇 家学会的第一位外国会员。 在力学方面, 惠更 斯于1673年解决了物理摆的摆动中心问题;改进 了用摆来控制的时钟,还发明了测微计。他最重要的贡献是 建立了光的波动学说,打破了当时流行的光的微粒学说,并 提出波面在媒质中传播的规律 ( 惠更斯原理 ) 。他首先发现 了双折射光束的偏振性,并用波动观点作了解释。在天文学 方面,他借助自己设计和制造的望远镜,于1665年发现了土 星卫星—土卫六,以后又观察到土星环。 他在数学方面的贡 献也很大。 著作全集共有22卷。
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