1、1工 程学光2光是什么 ?墨翟 （公元前 468 376年） 墨经 光影；光的直线传播；光的反射；平面镜及球面镜成像等。欧几里德 （公元前 330 275） 反射光学 “人为什么能看见物体 ”；光的直线传播；平面镜成像；光的反射等。沈括（北宋时期） 梦溪笔谈 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。自 墨经 )开始，公元 11世纪阿拉伯人 伊本 海赛姆 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 。1、
2、牛顿提出光的粒子性2、惠更斯、胡克提出光的波动性3、托马斯杨发现了光的干涉现象4、菲涅耳提出了完整的光的干涉衍射理论（建立起光的波动学说）5、麦克斯韦提出电磁波理论并预言光是电磁波6、赫兹从实验上证明了光是电磁波（建立起光的经典模型：光是一种电磁波，且是横波）7、 20世纪初期：量子理论认为光既是粒子也是波动（光的波粒二象性）p 光学的发展历史n 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 。n 1922年发现的 康普顿效应 ， 1928年发现的 塞曼效应 ，以及
3、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 。n 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。p 光学的发展历史什么是光学 ?7p 什么是光学？n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
4、作用的科学。n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。p 经典光学的研究内容n 通常把光学分成 几何光学、物理光学（波动光学）和量子光学三个大类。 n 几何光学 是从几个由实验得来的基本原理出发，来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径，它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。n 物理光学 （波动光学）是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传播时所表现出的现象。n 量子光学 是从光子的性质出发，来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。上篇：几何光学与成像理论n 几何光学传播规律1、几何光学三定律 p 光的直线传播定律 ：光在均匀介质里沿直线传播 注意： 在非均匀介 质 中，光 线 会因折射 发 生弯曲 。 这 种 现 象在大气中 经 常 发 生， 如在海 边 或沙漠地区有 时 出 现 的 海市蜃楼 幻景，就是因 为 光 线 通 过 当地密度不均匀的大气 产 生折射而形成的。 p 反射定律 ： 反射线在入射线和法线决定的平面内； 反射线、入射线分居法线两侧； 反射角等于入射角，(光在介质中的传播规律 )
