西方古代和中世纪的光学成就简述
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年摆布,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,光学领域的突破性发展才开始浮现。
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。
激光的问世引起了光学技术的革命,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、衍射等现象的科学领域。
自古以来,人们对光学现象的观察和研究向来存在,但真正的光学学科的发展可以追溯到公元前5世纪的古希腊时期。
古希腊时期的光学研究主要集中在对光的传播和反射的观察上。
古希腊哲学家亚里士多德提出了“直线传播”的理论,认为光是沿直线传播的。
而另一位古希腊哲学家尤凯利德则研究了光的反射现象,并提出了反射定律。
这些早期的研究为后来的光学理论奠定了基础。
在中世纪,光学的研究发展相对较慢。
直到17世纪,光学领域迎来了一次重大的突破。
伽利略·伽利莱通过自己的实验研究,发现了光的折射现象,并提出了折射定律。
他的研究为光学的发展打开了新的大门。
随后,荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯在光学研究中发挥了重要作用。
他通过实验观察了光的干涉和衍射现象,并提出了惠更斯原理,解释了光的传播和干涉现象。
惠更斯的研究成果为后来的光学理论和实践提供了重要的指导。
18世纪是光学发展的黄金时期。
英国科学家艾萨克·牛顿通过自己的实验研究,发现了光的色散现象,并提出了色散理论。
他还发明了反射式望远镜,并成功地将光学应用于天文观测。
牛顿的研究成果使光学学科得到了广泛的关注和发展。
19世纪,光学领域的研究主要集中在光的波动性质上。
法国科学家奥古斯丁·菲涅耳通过对光的干涉、衍射和偏振现象的研究,提出了菲涅耳衍射理论和菲涅耳偏振理论,为光的波动理论奠定了基础。
此外,德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹也对光的波动性质进行了深入研究,并提出了亥姆霍兹方程,进一步推动了光学的发展。
20世纪以后,随着量子力学的发展,光学领域的研究进入了一个新的阶段。
量子力学的发展使光学的研究更加深入,涉及到光的粒子性质和量子力学效应。
在这一时期,光学应用领域也得到了极大的拓展,如光通信、激光技术、光学成像等。
至今,光学学科已经成为一个独立的学科领域,并在科学研究、工程技术、医学、通信等众多领域发挥着重要作用。
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
光学发展简史光学是一门研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象的科学,它在人类社会的发展中扮演着重要的角色。
本文将为您介绍光学的发展历程,从古代到现代,带您了解光学学科的起源和演变。
古代光学光学的起源可以追溯到古代,早在公元前3000年摆布,古埃及人就开始使用凸透镜来放大物体。
古希腊哲学家亚里士多德则提出了光的传播理论,认为光是由眼睛发出的一种物质。
而古希腊数学家欧几里得则研究了光的反射和折射现象,并提出了著名的欧几里得几何学。
中世纪光学进入中世纪,光学的研究逐渐停滞。
然而,阿拉伯数学家和科学家在这个时期对光学的发展做出了重要贡献。
阿拉伯学者伊本·海森提出了光的直线传播理论,并通过实验验证了光的反射和折射规律。
此外,他还发现了凸透镜和凹透镜的放大和缩小作用。
近代光学随着科学的发展,光学在近代得到了极大的发展。
17世纪,荷兰物理学家胡克发现了光的干涉现象,并提出了光的波动理论。
此后,法国科学家菲涅耳进一步发展了光的波动理论,并解释了光的衍射现象。
这些理论的提出为后来的光学研究奠定了基础。
19世纪,德国物理学家迈克尔逊和英国物理学家亨利·卢米埃尔相继进行了光的干涉实验,验证了光的波动性。
此外,亨利·卢米埃尔还发现了光的偏振现象,并提出了偏振理论。
这些实验和理论的发现推动了光学领域的进一步发展。
20世纪,量子力学的发展为光学研究带来了新的突破。
爱因斯坦提出了光的粒子性理论,并解释了光电效应。
此后,激光的发明和应用成为光学领域的重要里程碑。
激光的研究不仅推动了科学技术的发展,还在医学、通信、材料加工等领域产生了广泛的应用。
现代光学进入21世纪,光学已经成为一个独立的学科,并涉及到多个领域的研究。
光学的应用范围越来越广泛,包括光通信、光储存、光显示、光计算等。
光学技术的不断创新和突破,为人类社会带来了巨大的变革和进步。
总结光学发展简史展示了人类对光学的探索和研究。
从古代的凸透镜到现代的激光技术,光学在科学、工程和医学等领域都发挥着重要作用。
光学的发展历史概述
光学的发展历史概述
从古时候开始,人们就对光产生了浓厚的兴趣。
最早的光学研究可以追溯到古希腊时期。
一位叫作泰勒斯的哲学家首先研究了拂晓时的日出和日落,认为这是由大海反射产生的。
此后,亚里士多德提出了“空气之眼”的理论,通过水晶球的折射来解释水面的形状。
在此基础上,中世纪的阿拉伯学者进一步研究了透镜和凸镜,提出了反向光行理论,即光线是从物体中心发出的。
这种理论成为了许多光学器材的基础,如显微镜和望远镜。
到了16世纪,意大利的伽利略最先使用望远镜来观测星体,使天文学研究得以进一步发展。
同时,德国的开普勒也研究了光的折射现象,提出了光程定律,并运用这种定律来探索望远镜的光学原理。
18世纪,牛顿提出了他的“色彩光谱理论”,认为白光可以分解成许多颜色构成。
他同时也发明了反射望远镜,成为了当时最流行的望远镜。
19世纪,光学研究得到了进一步发展。
法国的菲涅耳提出了他的光学波动理论,解释了光的折射和干涉等现象。
同时,英国的杨则发现了光的干涉现象,提出了关于光的波动性和粒子性两种不同解释的“双缝干涉实验”。
这标志着光学领域的一个重要转变,从机械性质转向波动性质。
20世纪以来,光学技术得到了巨大的发展,用于制造各种精密仪器和器材,如激光、光通信、摄影和医疗设备等。
同时,激光干涉和量子光学的研究也带来了许多新的发现和应用。
总的来说,光学在人类的历史上占有重要地位,它的发展历程也是科技进步的历程。
当今已经成为了一门独立的学科,应用广泛,有重要的影响力和指导意义。
第6章 光学的发展
至此人们一方面从光的干涉、衍射和偏振等光学现象证实了 光的波动性;另一方面从黑体辐射、光电效应和康普顿效应 等又证实了光的量子性——粒子性。如何将有关光的本性的 两个完全不同的概念统一,人们进行了大量的探索工作,l924 年德布罗意创立了物质波学说.他设想每一物质的粒子都和 一定的波相联系,这一假设在1927年为戴维孙和革末的电子 束衍射实验所证实。事实上,不仅光具有波动性和微粒性, 也就是所谓波粒二象性,而且一切习惯概念上的实物粒子同 样具有这种二重性。也就是说这是微观物质所共有的属性。 1925年玻恩所提出的波粒二象性的几率解释建立了波动性和 微粒性之间的联系。
留给我们的沉思:从托勒密的实验设计实验方法到实验 数据的收集可以说是完全正确的。他的实验结果也是相当精 确的,与现代值几乎没有多大的差别。但是托勒密可惜的是 未能从正确的数据中发现正确的规律,从这里可看出对实验 数据正确处理,加上正确理论的指导在发现规律中的重要性。 托勒密是第一个用实验方法测定入射角和折射角的人,他曾 求出具有单位半径的圆中弧与所对应的弦长数字,并巧妙ห้องสมุดไป่ตู้ 用数学方法编制了表(相当于现代的正弦三角函数表),他 当时对折射角和入射角的测量是相当精确的,如果他当时把 关于光折射的实验数据与他所编制的这份表作一比较的话, 他就会不难发现入射角的正弦与折射角的正弦之比对给定的 两种介质来说是一个常数,这样他就会发现折射定律,然而 他却没有这样做,以致错过了一次发现的机会。
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特别是激光的发明,可以说是光学发展史上的一个革命性 的里程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等 一系列独特的性能,自从它问世以来,很快被运用到材料 加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业等 极为广泛的技术领域,取得了优异的成绩。此外,激光还 为同位素分离、储化,信息处理、受控核聚变、以及军事 上的应用,展现了光辉的前景。
光学发展简史范文
光学发展简史范文光学是一门研究光的性质和行为的科学,它的发展历史可以追溯到古代时期。
下面是一份光学发展简史,介绍了光学领域的里程碑事件和科学家的贡献。
古代时期-光线的传播光学的研究可以追溯到古希腊时期,当时的科学家开始研究光的传播和折射。
亚里士多德认为光传播是由于眼睛发射出与物体相连的“视线”,而光学是研究视线的科学。
这种观点一直流传到中世纪。
中世纪-透镜和放大镜的发现中世纪期间,阿拉伯数学家和科学家研究了透镜和放大镜的光学性质。
他们发现凸透镜可以聚焦光线,而凹透镜则分散光线。
这些发现为后来望远镜和显微镜的发明奠定了基础。
17世纪-几何光学和光的波动理论17世纪是光学研究的重要阶段。
1657年,荷兰科学家斯尼尔斯发表了《几何光学》一书,系统地研究了光的传播和折射。
他提出了著名的“斯尼尔斯定律”,解释了光线折射的现象。
在同一时期,英国科学家赫胥黎进行了关于光的波动理论的研究。
他使用实验证据揭示了光向下弯曲的现象,并提出了光是由波动传播的理论。
这个理论奠定了光的波动性质的基础,并在以后的科学研究中起到了重要的作用。
19世纪-光的电磁性质和光谱分析19世纪是光学研究的又一个重要时期。
1831年,迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象,揭示了光和电磁辐射之间的密切关系。
这一发现开启了以后对光和电磁辐射之间相互作用的研究。
在同一时期,德国科学家克莱因进行了光谱分析的研究。
他通过将光通过三棱镜分解成不同的颜色,然后用光谱仪进行分析,首次揭示了太阳光的组成。
克莱因的研究成果为后来的光谱学奠定了基础,并对物理学和化学领域有深远影响。
20世纪-量子光学和激光的发明20世纪是光学领域最具创新和突破的时期之一、在1905年,爱因斯坦提出了光的粒子性质,并解释了光电效应的现象。
这一理论对于解释光的微粒性质和光与物质的相互作用具有重要意义。
在同一时期,量子力学的发展也对光学研究产生了重大影响。
量子力学的发展使得科学家能够更好地了解光在微观领域的行为,并提出了新的光学模型和理论。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、发射、操控和检测的科学领域,其发展历史可以追溯到古代。
本文将从古代到现代,详细介绍光学的发展历程。
1. 古代光学发展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。
古埃及人和古希腊人通过观察太阳和星星的运动,研究光的传播规律。
古希腊哲学家毕达哥拉斯和柏拉图提出了光是由微小的粒子组成的粒子理论,这为后来的光学研究奠定了基础。
2. 光的传播理论的发展17世纪,荷兰科学家胡克和牛顿等人提出了光的传播是以粒子的形式进行的粒子理论。
然而,法国科学家奥古斯丁·让·菲涅耳在19世纪初提出了波动理论,认为光是一种波动现象。
菲涅耳的波动理论解释了光的衍射和干涉现象,为光学的发展做出了重要贡献。
3. 光的电磁理论19世纪中叶,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了光是电磁波的电磁理论。
他的理论将光学与电磁学联系在一起,为后来的光学研究提供了新的方向。
麦克斯韦的电磁理论在当时引起了极大的关注,为后来的光的偏振和光的速度等研究提供了理论基础。
4. 光的偏振理论19世纪末,德国物理学家海因里希·赫兹通过实验证明了光是一种横波,并且可以通过偏振器进行偏振。
这一发现为光的偏振理论的建立奠定了基础。
随后,瑞士物理学家阿尔贝·爱因斯坦通过研究光的光电效应,提出了光是由光子组成的粒子理论,这一理论解释了光的光电效应现象。
5. 光的速度测量19世纪末,法国物理学家亨利·贝克勒尔通过实验证明了光的速度是恒定不变的,并且与光的波长和频率无关。
这一发现为光的速度测量提供了重要依据。
随后,美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷利利用干涉仪测量了光的速度,得到了非常精确的结果,为光的速度的研究提供了重要数据。
6. 光学仪器的发展随着光学理论的发展,各种光学仪器也得到了极大的改进和发展。
例如,望远镜的发明和改进使得人类能够观测到更远的天体;显微镜的发明使得人们能够观察到更小的物体和细胞结构。
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、衍射等现象的科学。
它的发展历史可以追溯到古代文明时期,人类对光学的研究与应用经历了漫长而丰富的过程。
本文将为您详细介绍光学发展的历史,从古代到现代的重要里程碑,带您一起了解光学的演变过程。
古代光学:光的直线传播和反射光学的起源可以追溯到古代希腊。
在公元前6世纪,希腊哲学家毕达哥拉斯提出了光的直线传播理论。
他认为光是由微小的粒子组成,这些粒子在直线上运动,形成了我们所见的光线。
此外,毕达哥拉斯还研究了光的反射现象,提出了反射定律。
公元前4世纪,亚里士多德进一步发展了光学理论。
他认为光是由眼睛发出的,通过视线与物体相交,然后再反射回眼睛。
亚里士多德的光学理论在古代得到了广泛的认可,成为了光学研究的基础。
中世纪光学:光的折射和几何光学在中世纪,光学的研究进入了一个新的阶段。
阿拉伯科学家伊本·海塔姆在10世纪对光的折射现象进行了深入研究。
他发现了光在不同介质中传播时的折射规律,并提出了著名的折射定律。
16世纪,意大利科学家伽利略·伽利莱和荷兰科学家威廉·斯内尔分别进行了光的研究。
伽利略通过实验观察到光的反射和折射现象,并提出了光的入射角等于反射角的定律。
斯内尔则发现了凸透镜和凹透镜的特性,并研究了它们对光的折射和聚焦效应。
17世纪,法国科学家勒内·笛卡尔和英国科学家伊萨克·牛顿进一步发展了光学理论。
笛卡尔提出了几何光学的基本原理,将光的传播和反射规律用几何方法进行描述。
牛顿则通过实验研究了光的分光现象,发现了光的色散现象,并提出了著名的白光由多种颜色组成的理论。
现代光学:波动光学和量子光学18世纪末,光学进入了波动理论的时代。
法国科学家奥古斯丁·菲涅耳通过实验和数学分析,提出了光的波动理论。
他解释了光的干涉、衍射和偏振现象,并成功解决了当时无法解释的一系列光学难题。
19世纪,苏格兰科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过电磁理论将光与电磁波联系起来,提出了电磁波理论。
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。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、发射、控制和检测等现象的学科。
其发展历史可以追溯到古代,随着科学技术的进步,光学在各个领域的应用也越来越广泛。
本文将从古代到现代,介绍光学发展的重要里程碑和突破。
古代光学的起源可以追溯到公元前5世纪的古希腊。
古希腊哲学家毕达哥拉斯提出了光的传播是由于物体发出的细小颗粒进入人眼所致的观点。
而另一位古希腊哲学家柏拉图则认为光是由于眼睛发出的一种物质。
这些早期的理论虽然不完全准确,但为后来的光学研究奠定了基础。
在古代,光学的研究主要集中在折射和反射现象上。
公元2世纪的古罗马天文学家托勒密提出了一套完整的光学理论,他的著作《光学》成为了当时光学研究的重要参考书。
托勒密的理论主要围绕着光的传播和折射进行探讨,他认为光是由眼睛发出的一种物质,而折射是由于光在不同介质中传播速度的变化所引起的。
中世纪时期,光学的研究进展缓慢,主要受到宗教和哲学观念的限制。
直到16世纪,意大利科学家伽利略·伽利莱的出现,光学研究才迎来了新的突破。
伽利略通过实验和观察,提出了光的传播是以直线方式进行的观点,并发现了凸透镜和凹透镜的放大和缩小效果。
这些发现为后来的望远镜和显微镜的发明奠定了基础。
17世纪是光学发展的重要时期,众多科学家在这个时期做出了重要的贡献。
荷兰科学家胡克发现了光的干涉现象,并提出了光波的理论。
法国科学家笛卡尔则提出了光的折射定律,并用几何方法解释了光的传播。
英国科学家牛顿通过实验发现了白光经过三棱镜的折射和色散现象,他将光视为由不同颜色的光组成的。
这些重要的发现和理论为光学研究的进一步发展提供了基础。
18世纪,光学的研究重点逐渐转向了光的波动性质。
法国科学家菲涅尔提出了光的干涉和衍射现象可以用波动理论解释的观点,并建立了菲涅尔衍射定律。
这一理论为后来的光学仪器的设计和光学成像的研究提供了重要的指导。
19世纪末,光的电磁理论的提出引起了光学研究的革命。
英国科学家麦克斯韦通过数学推导,将光视为一种电磁波。
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
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。
它的发展可以追溯到古代,人们对光的性质和行为的观察和研究始于数千年前。
本文将为您详细介绍光学的发展历程,从古代到现代,从光的特性到光学应用的广泛领域。
古代光学古代人们对光的性质和行为有着最早的认识。
早在公元前3000年左右,古埃及人就已经发现了光的反射现象,并运用这一现象制作了镜子。
在古希腊,伟大的科学家阿基米德对光的传播进行了研究,并提出了光的直线传播原理。
古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德也对光的性质进行了探讨。
中世纪光学中世纪时期,光学的研究进展相对较慢。
然而,在10世纪左右,波斯科学家艾本·哈伊桑(Ibn al-Haytham)进行了光的折射和反射的详细研究,并提出了光的直线传播理论。
他的研究对后来的光学发展起到了重要的推动作用。
光的波动理论在17世纪,荷兰科学家胡克(Christiaan Huygens)提出了光的波动理论。
他认为光是一种波动,可以解释光的折射和干涉现象。
胡克的理论为后来的光学研究奠定了基础。
光的粒子理论与此同时,英国科学家牛顿(Isaac Newton)提出了光的粒子理论。
他认为光是由微小的粒子组成的,这些粒子在介质中传播时会发生反射和折射。
牛顿的理论对当时的光学研究产生了重要影响,但在后来的实验证明中被证实是不完全正确的。
光的干涉和衍射在19世纪,光的干涉和衍射现象成为光学研究的重要课题。
法国科学家菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel)对光的干涉和衍射进行了深入研究,并提出了菲涅耳衍射和菲涅耳透镜等重要概念。
他的研究成果为后来的光学应用提供了重要基础。
电磁理论与光的电磁波性质19世纪末,英国科学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出了电磁理论,揭示了光是电磁波的本质。
他的理论预测了光的传播速度,并成功地将光学与电磁学联系起来。
这一发现对光学的发展产生了深远的影响。
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领域。
它的发展可以追溯到古代,人们对光的性质和行为产生了浓厚的兴趣。
本文将从古代到现代,简要介绍光学的发展历史。
1. 古代光学古代文明中的一些文化和科学领域,如古埃及、古希腊和古印度,对光学有了初步的认识。
古希腊哲学家亚里士多德提出了一种“发射说”,认为眼睛发射光线来感知物体。
而另一位古希腊哲学家尤卡里斯则提出了“接收说”,认为眼睛接收物体发出的光线。
这两种理论对后来的光学研究产生了重要影响。
2. 光的传播和折射在17世纪,荷兰科学家斯涅尔斯发现了光的折射现象。
他提出了一条著名的定律,即“光线在两个介质之间传播时,入射角和折射角之间的正弦比是一个常数”。
这一定律为后来的光学研究奠定了基础。
此后,法国科学家笛卡尔和英国科学家胡克等人对光的传播和折射进行了深入研究,为光学的发展奠定了坚实的基础。
3. 光的干涉和衍射在19世纪,光的干涉和衍射现象引起了科学家们的广泛关注。
英国科学家托马斯·杨和法国科学家奥古斯丁·菲涅耳分别提出了干涉和衍射的理论。
杨的干涉理论解释了光的波动性质,而菲涅耳的衍射理论则解释了光通过小孔或者物体边缘时的现象。
这些理论的提出推动了光学的发展,并为后来的光学仪器的设计和应用提供了理论基础。
4. 光学仪器的发展随着光学理论的不断深入,各种光学仪器的发展也取得了重大突破。
17世纪,荷兰科学家哈勃利发明了显微镜,使人们能够观察弱小的物体和生物细胞。
18世纪,英国科学家约瑟夫·普拉特发明了望远镜,使人们能够观测到远处的天体。
20世纪,电子显微镜和激光器等先进的光学仪器的发明,进一步推动了光学技术的发展。
5. 光学应用的拓展光学的应用领域也在不断拓展。
光学在通信领域的应用尤其重要。
20世纪末,光纤通信技术的浮现,使得信息传输速度大大提高,成为现代通信的主要手段。
此外,光学在医学、材料科学、环境科学等领域也有广泛的应用。
光学知识点的发展历程
光学知识点的发展历程光学是一门研究光的传播、产生、检测和调控的科学,具有悠久的历史,并经历了长期的发展过程。
本文将回顾光学知识点的发展历程,从古代到现代,逐步介绍各个重要时期的突破和发展。
一、古代光学古代光学起源于公元前5世纪的希腊,最初的光学探索主要集中在光的传播和折射定律的研究上。
这一时期,古希腊科学家如丢番图等通过实验观察光线传播的路径,奠定了光的直线传播理论的基础。
此外,丢番图还提出了著名的丢番图原理,说明了光的折射定律,并对光的反射和折射进行了深入研究。
二、中世纪光学在中世纪,光学的研究几乎停滞不前,主要受到当时的宗教观念的制约。
然而,伊本·海森和罗吉尔·培根等学者在这一时期做出了一些重要贡献。
伊本·海森对光的折射定律进行了详细研究,提出了正确的折射定律,并且通过实验验证了自己的理论。
罗吉尔·培根则研究了凸透镜和凹透镜的成像原理,奠定了光学成像理论的基础。
三、近代光学近代光学的发展开始于17世纪,伴随着试验科学的兴起和物理学的发展。
当时,德国科学家威廉·顶尖斯提出了光的波动理论,认为光是由波动传播的。
与此同时,荷兰科学家赫伯特·赫胥黎进行了多项关于光的研究,其中最重要的贡献是他对干涉和衍射现象的解释。
这一时期的理论发现为后来的光学研究提供了坚实的基础。
四、现代光学进入20世纪,光学的发展进入了一个全新的阶段。
随着量子力学的兴起和电磁学的发展,光学研究受到了空前的重视。
爱因斯坦提出了光的微粒性理论,并解释了光电效应。
此外,拉曼和爱德华·普里马克等科学家的贡献进一步推动了光谱学的发展。
随着技术的不断进步,现代光学涉及的领域越来越广泛,包括激光技术、光纤通信、光学成像等,给人们的生活和科学研究带来了巨大的影响。
综上所述,光学知识点的发展历程跨越了几千年的时间,经历了从古代到现代的演变。
每个时期的科学家们都通过自己的研究和实验贡献着对光学理论的理解和拓展。
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,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产生、传播和控制的学科,它在人类历史上起到了重要的作用。
本文将为您介绍光学的发展历程,从古代到现代,逐步展示了光学领域的重要里程碑和突破。
古代光学在古代,人们对光的性质和行为产生了浓厚的兴趣。
早在公元前3000年左右,古埃及人就开始研究光的传播,他们观察到光在直线上传播,并且能够通过镜子反射。
古希腊的著名哲学家亚里士多德认为光是由眼睛发出的,而且光的传播是瞬间完成的。
这些早期的研究为后来光学的发展奠定了基础。
光的折射和反射在16世纪,光的折射和反射成为光学研究的重要课题。
著名的意大利科学家伽利略·伽利莱通过实验发现了光的反射和折射规律,并提出了光传播的波动理论。
他的实验结果和理论奠定了现代光学的基础。
光的波动理论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,认为光是一种波动现象,可以通过干涉和衍射来解释光的性质。
他的理论为后来的光学研究提供了重要的指导方针。
光的粒子性质然而,光的粒子性质也在18世纪引起了科学家们的关注。
英国科学家牛顿通过实验发现,光可以通过三棱镜分解成不同颜色的光谱,并提出了光的粒子理论。
这一理论在当时引起了争议,但对光学的发展产生了重要影响。
光的干涉和衍射19世纪,法国科学家奥古斯丁·菲涅耳对光的干涉和衍射现象进行了深入研究。
他提出了菲涅耳衍射和菲涅耳透镜的理论,为光学研究提供了重要的数学工具和实验方法。
电磁理论和光的波动性质19世纪末,麦克斯韦的电磁理论为光学研究带来了重大突破。
他认为光是一种电磁波,可以通过电磁场的振荡来解释光的性质。
这一理论为光学的发展提供了重要的理论基础。
光的量子性质20世纪初,爱因斯坦提出了光的量子理论,即光的粒子性质。
他认为光的能量是以量子的形式存在的,这一理论解释了光的一些特殊现象,如光电效应。
激光的发明20世纪中叶,激光的发明引起了光学研究的巨大热潮。
1954年,美国科学家查尔斯·汤斯提出了激光的概念,并于1960年成功制造出第一台激光器。
西方古代和中世纪的光学成就简述
光学的发展西方古代和中世纪的光学成就简述古代人对于光现象的记载和研究是和日常生活、观察天象、占星问卜等同时开始的,因此历史上的光学几乎与力学、数学等一起成为人们探索自然奥秘的最早部门.但由于光的物理本性不象力的本性那样比较容易为人们认识,因此古代光学基本上停留在对几何光学现象的描述与总结上,作为一门科学,发展比较缓慢.从光学器具看,中国的青铜镜早就应用,而玻璃和珐琅在埃及、希腊、罗马发现较早.柏拉图学园(428—348 B.C.)的教学内容中就已有光的直进和反射角与人射角相等的内容(反射定律的发明者已不可考).欧几里德(Euclid,约330—275 B.C.)在《光学)}一书中说:“我们假想光是直线进行的,在线与线之间还留出一些空隙米,光线自物体到人眼成为一个锥体,锥顶就在人眼,锥底在物体.只有被光线碰到的东西,才能为我们看见.”这就是“流出论”的根据.但原子论者则主张一切感觉都是从物体发出的物质流引起的.亚里士多德介于二者之间,主张“视觉是在很睛和可见物体之间的中介者运动的结果”.公元二世纪时托勒密(70—147)写了《光学》一书.他用如图6—1装置第一次得出折射的数据(见下表).B图为托勒密实验由空气射入水中的折射托勒密的结论并不准确,他认为折射角与入射角成正比。
中世纪阿拉伯人阿尔加桑(Al-hazen,965--1038)也写了一本《光学》,他通过解则知识正确指出眼的视觉功能,改进了托氏仪器,指出入射线、折射线与法线在一平面内,他还提出了有名的“阿尔加桑问题”。
从物点发出的光是如何汇集到限内成像的?他还通过晚霞的持续时间,计算出当时太阳处于地平线下10°,估算出大气层高度为52000步,后来开普勒指出这个计算结果不对,但物理思想是可贵的,阿尔加桑《光学》的拉丁文译本在十三世纪曾激励波兰数学家维特洛(Vitello)去研究光学.折射定律的建立望远镜出现后,为了改善天文、航海与战争中这一必备的利器,需要不断改善已有的光学元件的制备和提高望远镜的倍数,这就不能没有正确的理论研究.开普勒在1604年发表了对维特洛光学论文的注释,1611年发表了《屈光学》,他认为折射角厂由两部分组成,一部分正比于入射角i,另一部分正比于人射角的正割sect.只有在小于30°时,托勒密的正比例定律才适用.在光近乎垂直入射时,i:r=3:2,他还得出玻璃的折射角不会超过42°.根据光路的可逆性,他得出存在有全反射现象的结论.在这些工作的基础上,他求出了曲率相等的双凸透镜的焦距和平面透镜的焦距,并设计了他的望远镜.荷兰数学家斯涅耳( Willebroad Snel1, 1591-1626)在大约1621年发现了折射定律,如图,水中-点F 从空气中看好象在C 点,斯涅耳发现,对于任意人射角,===ri r AD i AD DF DCcsc csc sin sin 常量 这一定律是斯涅耳1626年去世后在他的遗稿中找到的,而第一个利用粒子(“网球”)模型推证这一定律使其具有现代形式的正是笛卡儿,他把余割之比换成了正弦之比.光的本性在自然界里,光是人们日常生活中最熟悉的一种现象,光能使世界上一切物体呈现出它们的形状和颜色我们赖以生存的氧气和食物的产生,也是以植物的光合作用为基础的。
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光学的发展西方古代和中世纪的光学成就简述古代人对于光现象的记载和研究是和日常生活、观察天象、占星问卜等同时开始的,因此历史上的光学几乎与力学、数学等一起成为人们探索自然奥秘的最早部门.但由于光的物理本性不象力的本性那样比较容易为人们认识,因此古代光学基本上停留在对几何光学现象的描述与总结上,作为一门科学,发展比较缓慢.从光学器具看,中国的青铜镜早就应用,而玻璃和珐琅在埃及、希腊、罗马发现较早.柏拉图学园(428—348 B.C.)的教学内容中就已有光的直进和反射角与人射角相等的内容(反射定律的发明者已不可考).欧几里德(Euclid,约330—275 B.C.)在《光学)}一书中说:“我们假想光是直线进行的,在线与线之间还留出一些空隙米,光线自物体到人眼成为一个锥体,锥顶就在人眼,锥底在物体.只有被光线碰到的东西,才能为我们看见.”这就是“流出论”的根据.但原子论者则主张一切感觉都是从物体发出的物质流引起的.亚里士多德介于二者之间,主张“视觉是在很睛和可见物体之间的中介者运动的结果”.公元二世纪时托勒密(70—147)写了《光学》一书.他用如图6—1装置第一次得出折射的数据(见下表).BB图为 托勒密实验 由空气射入水中的折射托勒密的结论并不准确,他认为折射角与入射角成正比。
中世纪阿拉伯人阿尔加桑( Al -hazen , 965--1038)也写了一本《光学》,他通过解则知识正确指出眼的视觉功能,改进了托氏仪器,指出入射线、折射线与法线在一平面内,他还提出了有名的“阿尔加桑问题”。
从物点发出的光是如何汇集到限内成像的?他还通过晚霞的持续时间,计算出当时太阳处于地平线下10°,估算出大气层高度为52000步,后来开普勒指出这个计算结果不对,但物理思想是可贵的,阿尔加桑《光学》的拉丁文译本在十三世纪曾激励波兰数学家维特洛(Vitello )去研究光学.折射定律的建立望远镜出现后,为了改善天文、航海与战争中这一必备的利器,需要不断改善已有的光学元件的制备和提高望远镜的倍数,这就不能没有正确的理论研究.开普勒在1604年发表了对维特洛光学论文的注释,1611年发表了《屈光学》,他认为折射角厂由两部分组成,一部分正比于入射角i ,另一部分正比于人射角的正割sect .只有在小于30°时,托勒密的正比例定律才适用.在光近乎垂直入射时,i :r =3:2,他还得出玻璃的折射角不会超过42°.根据光路的可逆性,他得出存在有全反射现象的结论.在这些工作的基础上,他求出了曲率相等的双凸透镜的焦距和平面透镜的焦距,并设计了他的望远镜. 荷兰数学家斯涅耳( Willebroad Snel1, 1591-1626)在大约1621年发现了折射定律,如图,水中-点F 从空气中看好象在C 点,斯涅耳发现,对于任意人射角,===ri r AD i AD DF DCcsc csc sin sin 常量 这一定律是斯涅耳1626年去世后在他的遗稿中找到的,而第一个利用粒子(“网球”)模型推证这一定律使其具有现代形式的正是笛卡儿,他把余割之比换成了正弦之比.光的本性在自然界里,光是人们日常生活中最熟悉的一种现象,光能使世界上一切物体呈现出它们的形状和颜色我们赖以生存的氧气和食物的产生,也是以植物的光合作用为基础的。
总之,人类的生活离不开光.多少世纪以来,科学家们为探索光的本性作了大量的实验,提出了许多理论,但是至今还没有能得出最终的、根本性的回答。
人们根据实验很早就已经了解了一些基本光学现象:光沿直线传播;光从镜面反射的角度等于它射向镜面的角度(反射);光束从空气进入玻璃、水或者其他透明物体时,会发生偏折(折射);各束光可以彼此交叉通过而不相互干扰。
虽然这些规律早为人们确定,但是它们所包含的深刻内容还远远没有为人们认识清楚。
究竟光是什么?即关于光的本性这个问题的认识,在不同的历史发展阶段,是不断变化着的,甚至在同一历史时期,也存在两种截然相反的观点。
十七世纪,为了解释这些基本规律,形成了两大学派:一派是牛顿主张的“微粒说”,另一派是由惠更斯倡议的“波动说”。
光的本性是什么?对这个问题自古以来就有不同的回答。
科学发展到十七世纪,就形成了一场关于光的本性的争论,也就是微粒说和波动说之争。
这场争论,是科学(特别是光学)发展的产物,同时又成为科学新发展的动力之一。
微粒说是以牛顿为代表,波动说则是以胡克、惠更斯为代表。
1666年,英国科学家牛顿做了探讨光本性的第一个重要实验:他让太阳光通过一块三角棱镜,经棱镜射出的光束是一条按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩色光带。
这种光带就称为“光谱”。
白光就是由这几种光混合而成的。
为了解释这些光学现象,牛顿提出了光的微粒说;他认为:光是由弹性微粒流组成,由光源发出,以高速作直线运动。
牛顿以此为论据。
阐明了光沿直线传播的性质及反射定律,也解释了光的折射现象。
他认为光的传播速度决定于煤质的密度,煤质的密度越大,光在其中传播的速度也越大。
根据他的假设,光在水、玻璃中的速度大于空气中的速度。
但以后的实验结果与此恰恰相反,证明牛顿的这一结论是谬误的。
1672年2月6日牛顿送交皇家学会的一封信“关于光和色的新理论”一文,牛顿说出了自己关于光的物质性的见解,认为“光线可能是球形的物体”,这就是我们通常所说的光的微粒说。
牛顿用这种观念。
很容易解释光的直线传播,同时也能解释光的反射和折射。
但是这篇著作却引起了激烈的论战。
在这场论战中,反对牛顿对于光的本性的微粒见解的人是胡克。
胡克主张光是一种振动。
他举出金刚石受到摩擦、打击或加热时,在黑暗中会发光的例证来说明光必定是一种振动。
同时他还以金刚石的坚硬特性,提出这种振动必定是短促的。
当讨论了光的直线传播和光速有限之后,胡克认为,在一种均匀煤质中,这一运动在各个方面都以相等的速度在传播,于是发光体的每一个脉动或振动都必将成一个球面。
这个球面将不断地扩大,就如同把一石块投入水中后,在水面一点周围的环状波膨胀为越来越大的圆圈那样(尽管肯定要快得多)。
由此可知,在均匀煤质中扰动起来的这些球面的一切部分都与射线交成直角。
由此可见,胡克实际上已接触到了波前和波面的概念了。
胡克与牛顿争论时,提出不少问题,特别是微粒说所不能解释的一些事例。
为了回答胡克提出的问题,牛顿又进一步研究,想办法如何来完善自己的假说和理论。
由于牛顿对振动和波动过程有一个严格的了解并有一个严整的数学原理,所以他在与胡克争论过程中,认为在自己的关于光的粒子结构的理论中,作出的结论是正确的,但是他也表明作出这个结论并没有绝对肯定,所以只能用两个字来表示:“可能”。
进而认为这个结论在极端的情况下,仅是自己学说的大概的结果,而不是它的基本前提。
1675年12月9日,牛顿在送交皇家学会的一篇论文——“涉及光和色的理论的假说”——中,提出了一个把光的微粒和以大的振动相结合的新假说。
论文中写道:“以大的振动在这一假说和那一假说中都是一样有用的和不可缺的。
因为假定光线是从发光物质向各方面发射出去的小的微粒的话,那末当它们碰到任何一种折射或反射表面时,就必然要在以大中引起振动,正象石块被投到水中时要引起振动~样。
我还假定,这些振动将按照激发它们的上述颗粒性光线的大小和速度不同而有不同的深度和厚度。
”“只有这样它才能如此普遍而无所不包,以致把其他的假说也都包罗在内,而不需要创造什么新的假说”。
除此之外,牛顿在1675年12月21日写信给奥尔登堡(Henry Oldenbu,当时皇家学会的秘书)的信中在谈到他和胡克看法不同之处,牛顿认为,“除了假定以大是一种能振动的媒质以外,我和他没有什么共同之点。
然而我对这个假定有和他很不相同的用法:他认为能振动的以大就是光本身,而我则认为它不是。
这是一个很大的差别,正如他和笛卡儿的差别很大一样。
”牛顿在其他的论文中又提出并确立了光的周期性。
当牛顿在皇家学会宣读新的论文、阐述新的假说时,胡克却提出了关于优先权的要求。
于是牛顿在愤慨之下,决定不发表光学著作。
而牛顿的多年来的光学研究成果,只是在1704年间克死后的一年发表在他的《光学》著作中。
这一偶然事件,看来是影响了光学的发展。
波动论的先驱者是英国的罗伯特·胡克(一六三五——一七0三年),但最先将它系统化的是荷兰的惠更斯(一六二九——一六九五年)。
惠更斯认为,光是充满宇宙的光介质的波动,关于光波的传动方法,叫做所谓的惠更斯原理。
他虽然运用这个理论很好地说明了光的折射和波动,但没能充分地说明光的直射。
此外,也没能充分地说明一六六九年发现的冰州石的双折射,这是日为他把光行成是纵波(介质的振动方向同波的前进方向一致)的缘故。
荷兰科学家惠更斯是牛顿同时代的人,他提出了光的“波动说”。
他认为:光是一种机械波,和声波一样,它依靠煤质来传播、光在水、玻璃等折射煤质中传播速度比在空气中蚀而且各种颜色的光波长不同,传播速度也不一样,波长越短,传播速度越慢,因此紫光偏折最厉害。
波动说能解释光交叉通过而彼此不发生干扰的问题,但波动说不能解释光的直线传播。
微粒说与波动说争论不休,基于当时的实验条件及方法,无法用实验事实判断两种学说的优劣。
因为微粒说能够自然地、直观地说明光的直进现象,所以较易为人们所接受。
在物理学上,牛顿是绝对的权威,因此,在他死后大约一百年,粒子论甚嚣尘上,而波动论则被人们遗忘了。
波动光学的兴起在牛顿1704年出版《光学》一书以后,差不多相隔整整一个世纪(光学包括对光的本性的认识)进展不大,过去都把这一切归罪于牛顿的威望。
到了十九世纪光学的发展才有所突破,特别是物理光学的发展得到了长足的进步,开始了波动光学的英雄时期;这一时期从1800年一直持续到十九世纪三十年代,而这一发展主要发生在英国和法国,其代表人物是托马斯·扬和菲涅耳。
托马斯·杨十九世纪法国科学家托马斯·杨系统地解决了有关波动的数学问题,同时光的双缝干涉实验的结果也支持了光的波动说。
英国物理学家兼医生1773年6月13日生于萨默塞特的米尔佛顿;1829年5月10日卒于伦敦。
扬是一个神童。
他两岁能读书,四岁就已两次通读圣经。
他在青年时期,就学会了十几门外语,不仅包括希腊语、拉丁语和希伯来语,而且还有阿拉伯语、波斯语、土尔其语和埃塞俄比亚语。
他还能演奏包括风笛在内的多种乐器。
他是那种成人后仍是天才的最佳神童,在剑桥人称“奇迹扬”。
有钱的叔父死后,他便在剑桥过起富裕闲适的独立生活。
杨开始学医,并在爱丁堡大学年迈的布拉克“指导下修业。
后来他去德国,并于1796年在戈丁根大学取得博士学位,遂于二799年在伦敦开业行医。
从1801年到1803年期间,扬在朗福德伯爵新创办的皇家学院讲授自然科学,1802年被任命为皇家学会的外交秘书。