文档介绍：. .
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光学根底知识
物理学的一个部门。光学的任务是研究光的本性，光的辐射、
传播和接收的规律；光和其他物质的相互作用〔如物质对光的吸收、散射、光的
机械作用和光的热、电、化学、生理效应等〕以及光学在科学技术等方面的应用。
17世纪末，牛顿倡立"光的微粒说〞。当时，他用微粒说解释观察到的许多光
学现象，如光的直线性传播，反射与折射等，后经证明微粒说并不正确。1678
年惠更斯创立了"光的波动说〞。波动说历时一世纪以上，都不被人们所重视，
完全是人们受了牛顿在学术上威望的影响所致。当时的波动说，只知道光线会在
遇到棱角之处发生弯曲，衍射作用的发现尚在其后。1801年格就光的另一现象〔干预〕作实验〔详见词条：氏干预实验〕。他让光源S的光照亮一个狭长的缝隙S，这个狭缝就可以看成是一条细长的光源，从这个光源射出的光线再通1
过一双狭缝以后，就在双缝后面的屏幕上形成一连串明暗交替的光带，他解释说
光线通过双缝以后，在每个缝上形成一新的光源。由这两个源发出的光波在
抵达屏幕时，假设二光波波动的位相一样时，那么互相叠加而出现增强的明线光带，
假设位相相反，那么相互抵消表现为暗带。格的实验说明了惠更斯的波动说，也确
定了惠更斯的波动说。同样地，19世纪有关光线绕射现象之发现，又支持了波
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动说的真实性。绕射现象只能借波动说来作满意的说明，而不可能用微粒说解释。
20世纪初，又发现光线在投到某些金属外表时，会使金属外表释放电子，这种
现象称为"光电效应〞。并发现光电子的发射率，与照射到金属外表的光线强度
成正比。但是如果用不同波长的光照射金属外表时，照射光的波长增加到一定限
度时，既使照射光的强度再强也无法从金属外表释放出电子。这是无法用波动说
解释的，因为根据波动说，在光波的照射下，金属中的电子随着光波而振荡，电
子振荡的振幅也随着光波振幅的增强而加大，或者说振荡电子的能量与光波的振
幅成正比。光越强振幅也越大，只要有足够强的光，就可以使电子的振幅加大到
足以摆脱金属原子的束缚而释放出来，因此光电子的释放不应与光的波长有关。
但实验结果却违反这种波动说的解释。爱因斯坦通过光电效应建立了他的光子学
说，他认为光波的能量应该是"量子化〞的。辐射能量是由许许多多分立能量元
组成，这种能量元称之为"光子〞。光子的能量决定于方程
E=hν
式中E=光子的能量，单位焦耳
-34h=普朗光常数，"10焦耳"秒
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ν=频率。即每秒振动数。ν=c／λ，c为光线的速度，λ为光的波长。现代的观念，那么认为光具有微粒与波动的双重性格，这就是"量子力学〞的根底。
在研究和应用光的知识时，常把它分为"几何光学〞和"物理光学〞两局部。适
应不同的研究对象和实际需要，还建立了不同的分支。如光谱学，发光学、光度
学，分子光学、晶体光学，大气光学、生理光学和主要研究光学仪器设计和光学
技术的应用光学等等。
严格地说，光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。由实验证明光就
是电磁辐射，
之间。"红外线〞。
"紫外线〞。红外线和紫外线不能引起视觉，但
可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光
的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光
的光谱只是电磁光谱中的一局部。
物理学上指能发出一定波长围的电磁波〔包括可见光与紫外线、
红外线和X光线等不可见光〕的物体。通常指能发出可见光的发光体。凡物体自
身能发光者，称做光源，又称发光体，如太阳、恒星、灯以及燃烧着的物质等都
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是。但像月亮外表、桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反
射物体不能称为光源。在我们的日常生活中离不开可见光的光源，可见光以及不
可见光的光源还被广泛地应用到工农业，医学和国防现代化等方面。光源主要可
分为：热辐射光源，例如太阳、白炽灯、炭精灯等；气体放电光源，例如，水银
灯、荧光灯等。激光器是一种新型光源，具有发射方向集中、亮度高，相干性优
越和单***好的特点。
光学中以光的直线传播性质及光的反射和折射规律为根底的学科。它研究一般光学仪器〔如透镜、棱镜，显微镜、望远镜、照相机〕的成像
与消除像差的问题，以及专用光学仪器〔如摄谱仪、测距仪等〕的设计原理。严