1、 光光 学学 任课教师：曾毅电话： 15902359858E-mail:第一章 光和光的传播1 光和光学1.1 光的本性1.1.1 光学发展的概况人类感官接收到外部世界的总信息量中至少有 90以上通过眼睛的。光学是一门古老的学科，又是一门新兴的年青学科。激光器诞生后，光学开始了迅猛发展，成为科研前沿极为活跃的学科。五 个 时 期一、萌芽时期公元前 500年 公元 1500年经历大约 2000年面镜、眼镜和幻灯等光学元件已相继出现二、几何光学时期15001800，大约 300年1、建立了光的反射定律和折射定律，奠定了几何光学的基础。2、研制出了望远镜和显微镜等光学仪器。3、牛顿为代表的微粒说占据
2、了统治地位。4、对折射定律的解释是 错误 的。18001900，近 100年。1、杨氏利用实验成功地解释了光的干涉象。2、惠更斯菲涅耳原理成功地解释了光的衍射现象。3、菲涅耳公式成功地解释了光的偏振现象。4、麦克斯韦的电磁理论证明光是电磁波。5、傅科的实验证实光在水中传播的速度小于在空气中的传播速度。6、波动光学的理论体系已经形成，光的波动说战胜了光的微粒说。三、波动光学时期四、量子光学时期19001950，近 50年。1、 1900年普朗克提出了量子假说，成功地解释了黑体辐射问题。2、爱因斯坦提出了光子假说，成功地解释了 光电效应问题。3、光的某些行为象经典的 “ 波动 ” 。4、另一些行为
3、却象经典的 “ 粒子 ” 。5、光是一种几率波，又具有可分割性，光具有“ 波粒二象性 ” 。五、现代光学时期从 1950年至今 1、全息术、光学传递函数和激光的问世是经典光学向现代光学过渡的标志。2、光学焕发了青春，以空前的规模和速度飞速发展。1）智能光学仪器2）全息术3）光纤通信4）光计算机5）激光光谱学的实验方法开普勒 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
4、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
5、气折射理论，并根据这一理论提出了天体望远镜的原理。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。 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。
