文档介绍：光电子学 ___关于光的本性 曾细亚 08272143 (整理资料,设计ppt) 张晓婷 08272144 (查找资料,图片) 光科0805
光 *历史 *本性 *应用 *发展
卢克来修说:“从任何我们看见的东西,必定永远有许多原初物体流出来,被发放出来,被散布到四周各处,这些物体撞击眼睛,引起了视觉。”原子论者的这一观点是后来把光看作某种物质实体的粒子说的萌芽。古希腊杰出的思想家亚里士多德(Aristotle,公元前384—前322)认为,视觉是在眼睛和可见物体之间的中间介质运动的结果。 他认为这种中间介质有让光通过的可能性(潜在能力),即是透明的,光则把这种可能性变为现实。所以,没有中间介质就没有视觉。
十七世纪和十八世纪是光学发展史上的一个重要时期。十七世纪初叶,在荷兰人李普塞(Lippershey,1587-1619)、伽里略和开普勒等人的努力下,创制了用于天象观测的望远镜。1621年,斯涅耳(W·Snell,1591-1626)发现了光线在两种介质界面穿过时,光线传播方向发生变化的光的折射定律。
过后不久,笛卡儿(R·Descartes,1596-1650)导出了现在大家所熟悉的用正弦函数表达的折射定律。
关于光的本性的认识,长期以来就存在着争论,有两派不同的学说。一派是牛顿所支持的光的微粒说,认为光是从发光体发出的而且以一定速度向空间传播的一种微粒。利用微粒说不仅可以说明光的直线传播,而且可以说明光的反射和折射,只不过在说明折射时,认为光在水中的速度要大于空气中的速度。另一派是惠更斯所倡议的光的波动说,认为光是在介质中传播的一种波动。
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利用波动说也能说明反射和折射现象,而且还解释了方解石的双折射现象,但认为光在水中的速度要小于空气中的速度。当时人们还不能准确地用实验方法测定光速,因而无法根据折射现象去判断这两种学说的优劣。此外,在说明光的直线传播时,波动说也遇到了困难。总之,即使光的波动说取得了一些成就,但由于牛顿的崇高威望,在十八世纪光的波动说仍处在被压抑的地位,而微粒说占了统治地位。
十九世纪初,人们发现光有干涉、衍射和偏振等现象,这些现象的波动的特征,和微粒说是不相容的。1801年英国物理学家杨(T·Young,1773-1829)最先用实验显示了光的干涉现象,在历史上第一次测定了光的波长,并用干涉原理成功地解释了白光下薄膜彩色的形成,为波动说奠定了实验基础。十几年以后,法国人菲涅耳在阿喇果(D·Arago,1786-1853)的支持与合作下,系统地用光的波动说和干涉原理研究了光通过障碍物和小孔时所产生的衍射图样,并对光的直线传播作了满意的解释。至此,波动说取得了胜利,确立了应有的地位。
后来,在马吕斯(E·Malus,1775-1812)、杨、菲涅耳和阿喇果的努力下,对光的偏振现象做了进一步研究,从而确认光具有横波性。1850年,傅科(J·B·Foucault,1819-1868)又从实验证明光在水中的速度小于空气中的速度。这样,波动说最后以无可辩驳的事实彻底否定了微粒说,在十九世纪中叶形成了波动光学的体系。然而,此时的波动说仍是以光的机械波理论为基础的。在寻找光赖以传播的弹性媒质“以太”时,这个理论遇到了无法克服的困难。1865年麦克斯韦在电磁理论的研究中,指出光也是一种电磁波。这个预言被以后的一系列实验所证实。这样,旧波动说才摆脱了机械论而得到根本的改造,人们对光的本性的认识因此而产生了一个新的飞跃。从此,波动光学就在电磁理论的基础上进一步发展完善起来。
波动说
惠更斯所倡议的光的波动说,认为光是在介质中传播的一种波动。利用波动说也能说明反射和折射现象,而且还解释了方解石的双折射现象,但认为光在水中的速度要小于空气中的速度。当时人们还不能准确地用实验方法测定光速,因而无法根据折射现象去判断这两种学说的优劣。此外,在说明光的直线传播时,波动说也遇到了困难