光的本性的研究历程
光本性认识之发展历程
光本性认识之发展历程自古以来，人类一直对光有着浓厚的兴趣，并不断探索光的本性和性质。
随着科学技术的进步，人们对光的认识也在不断深化和发展。
本文将从古代到现代，梳理光的本性认识之发展历程。
古代认识光的本性主要集中在光的传播和反射方面。
在古希腊时代，亚里士多德的传感理论认为光是由物体发出的一种物质，而光的传播是通过这种物质从视觉对象传开的。
然而，亚里士多德的理论在解释光的传播性质上存在着种种问题。
随着科学思想的演进，伽利略和维塞利亚等科学家开始对光进行实验和观察。
伽利略的实验揭示出光在空气中以直线传播，并能够发生折射。
维塞利亚的实验进一步证明了光的传播性质，他使用了狭缝来研究光的传播，发现光通过狭缝后会产生衍射现象。
这些实验与观察结果巨大地推动了光的本性认识的进展。
到了17世纪，哈克将光的传播性质与粒子模型相结合，提出了光由小颗粒（现在称作光子）组成的理论。
这一理论解释了光直线传播和折射现象，但无法解释光的颜色和衍射现象。
随后，荷兰物理学家霍普完成了著名的实验，证明了光的波动性质。
他使用了两个狭缝来研究光的衍射现象，发现光在通过狭缝之后形成了明暗相间的斑纹，这一实验结果证明了光的波动性质。
19世纪初，光的本性认识迈入了一个新的阶段。
迈克尔逊和莫雷在1887年进行了一项著名的实验，用以测量以太的存在。
然而，实验结果却意外地未能检测到以太，从而推翻了以太理论。
这次实验的失败促使爱因斯坦在十几年后提出了相对论，其中包括了光速不变的原理。
爱因斯坦的理论将光的速度视为宇宙常数，使得我们对光的本性有了更深入的认识。
进入20世纪，量子力学的发展对光的本性认识产生了重要影响。
玻尔提出了光子的概念，解释了光的能量和波动性。
根据玻尔的理论，光可以看作是粒子的形式，而每个光子都具有一定的能量。
这一理论不仅解释了光的辐射和吸收现象，还为后来激光和光电子技术的发展奠定了基础。
到了现代，光的本性认识越发深入。
人们发现光具有量子特性，可以表现出波粒二象性。
光本性学说的发展史
（3）衍射图像： 小孔衍射
（三）、光电效应产生光电效应。
b、时间根短： t<10-9 S
c、1/2mv2=hγ-ω
d、当γ＞γ0时，光电流强度与入射光强度成正比。
三、光的电磁说
（一）依据
（二）电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X、γ X射线
紫外线下的人民币
红外线看到的木星
红外线看到的土星
光谱
(aCmMV$aR$TGBTB-nTy MCh12y ExrA3c6-3zy g&S&I1oTy NFocjW038t8vEN0Ry uuiSO&frhGh0M50jNwoLH qa9Bzi+%duYmKK9 %TBA BgVvo NMA60 As zG zy Bo82mnVnRZw98c AmMp-roXlV zGdPjLWoIYjGsy XR*Jwf&99TeN)Xu)Af8v z!v9P*1eSS40 LZxt-* oQ z484 tnpp*tb OW$Jr3$IIQBn4D75qq+fcpEloimlD0rKleR$C4vcWa&dhDu D#O6 YiJVc( OxJS#p kn% ko* +G5Tn SPrNcQVd1M uSy (KWq!8PoYy V1atu6bB&dh+UCQAy vzGj8o3UKmCBXT)6U (Q&lT*MsIiX S9 k9)) E$6N* ZXZ+D 4mr0aYRFt6SGfT33 %8f6IM s#sn8 kYBtU$f DR(PhOdhTG zlLKm#y qOMApv*4- $0AFu gdAp*x 63ALRHdmSpHlveM 4i3iYtb dB7Sh5 1(BH)I 5Ymse9W*+ ZW!8n V$j%S#CAmT&
第十三章 光的本性
光的波动理论在解释光电 效应时遇到了巨大的困难。后 来，爱因斯坦在普朗克量子化 理论的启发下，提出了光子学 说．
普朗克
爱因斯坦
E Байду номын сангаас
五、光子说：
1、爱因斯坦提出的。 2、内容：在空间传播的光是不 连续的，而是一份一份的，每一 份叫一个光子。
一个光子的能量：E=hv 3、价值：光子说能完满地解释光电效应。
d
式中d是双缝的间距，L是双缝至屏面的距离。如果用白光做光 源，光屏上出现的干涉图样是彩色条纹
关于公式△x＝ λ的讨论 (1)相邻亮纹或暗纹的间距△x与双缝到屏的距 离l成正比，与两狭缝之间的距离d成反比． (2)条纹间距与缝本身的宽度无关． (3)条纹间距与光的波长λ成正比．不同颜色的 光的波长不同，所以不同色光条纹间距不同． (4)光的颜色由频率决定．在可见光中，红光频 率最低，紫光频率最高，根据c＝λf，真空中红光波 长最长，紫光波长最短，故在双缝干涉中选用红光， 则条纹间距△x最大，也比较容易观察．
3、各种电磁波的产生机理和特点的区别：
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线 产生 机理
振荡电 路中自 由电子 的运动
波动性 强 无线 电技 术
原子的外层电子受到 激发 热作 用强 红外 遥感
原子的内 原子核 层电子受 受到激 到激发
发
主要 特性 主要 应用
引起 视觉
摄影
生化作 贯穿 用、杀 本领 菌消毒 强 感光 技术 透视
后表面反射光
前表面反射光
这是用肥皂膜观察到的薄膜干涉现象
2、薄膜干涉： １、相干光的形成：薄膜的前、后表面反射的 两束光相遇而形成。 ２、条纹特点：加强或减弱情况决定于膜厚 与波长 ３、劈形膜： 单色光照射：明、暗相间的条纹 白光照射：彩色条纹
光的本性的研究历程
进一步发展
实验验证 Maxwell 的预言； 发现光电 效应
Fraunhofer (1787 - 1826)
提出量子 论
发现太阳光谱 中的暗线 (Fraunhofer线)
H. Hertz (1847 - 1894)
Planck (1858-1947)
结 论
• 综上所述，人类对光本质的认识还有 待深入和拓展。人类对光本质的研究 还告诉我们：科学的发展是一个艰难 而曲折的过程、是一个积累和斗争的 过程，它迫使我们去创造新的观念和 新的理论。科学的发展离不开探索， 离不开百家争鸣的大环境，离不开不 迷信权威和敢于向权威提出挑战的求 实精神和批判精神。
波动说的复兴
• 1800年英国的托马斯.杨发表了《在声和光方面的 实验和问题》的论文,认为光与声都是波,光是在以 太介质中传播的纵振动,不同颜色的光与不同颇率 的声音相类似,他在分析水波灼迭加现象之后提出 了“干涉”概念； • 1801年在皇家学会上宣读了关于薄膜颇色的论文, 进一步扩充和发展了惠更斯的波动说,明确提出了 光具有颇率和波长,完善了光波概念；并解释了牛 顿环现象。他做了独创的双孔千涉实验；并总结 出干涉原理。
光电效应以及康 普顿效应等无可 辩驳的证实了光 是一种粒子．
爱因斯坦
康普顿
• 1960年梅曼首先成功地研制出红宝石激光器 后,现代光学得到了突飞猛进的发展,全息摄 影、光纤通讯等新技术的出现以及傅里叶光 学、集成光学等新学科的形成为人类展现了 现代光学广阔的发展前景,光学同其他学科 和技术领域的广泛结合和相互渗透已成为现 代物理和现代科学技术的前沿阵地之一。
早期微粒说与波动说的争论和评述
• 1672年牛顿在《光与颜色的新理论》一文中 认为,波动说有三个要害间题解决不了。一是 波动说不能很好地解释光的直线传播这一最 基本的事实；二是波动说不能解释偏振现象, 三是波动说赖以存在的以太质值得怀疑。 微粒说与波动说在解释几何光学现象方 面都有一定成效,处于同等地位。但微粒说在 与波动说争论的第一回合中取得了优势,其主 要原因是：
光的本性(上课使用)PPT课件
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屏幕
8
基本知识点
3、干涉图样的特点：
（1）形成明暗相间的条纹 （2）亮纹间等距、暗纹间等距 （3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条 纹---中央亮纹
提出问题：（1）为什么会出现这样的图象？
（2）怎样用波动理论进行解释？
.
9
基本知识点
4、光的干涉图样的成因
双缝干涉中屏上出 现明暗条纹的位置和宽 度与两缝间距离、缝到 屏的距离以及光波的波 长有关。且相邻两明条 纹和相邻两暗条纹之间 的距离是相等的。
列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由于薄
膜的厚度不同，这两列光波的路程差不同。当路程差
为光波波长的整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷
与波谷相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当光
波的路程差为半波长的奇数倍时，则波峰与波谷相遇，
光波的振动减弱，形成暗条纹。
如果用白光照射上述肥皂液薄膜，薄膜就出现各
当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时，反射回
来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应
该等于光在该介质中波长的1/4。由能量守恒可知，入射光总
强度=反射光总强度+透射光总强度。在膜的厚度等于光波长的
1/4时，光恰好实现波峰与波谷相叠加，实现干涉相消，使其
合振幅接近于零，即反射光的总强度接近于零，从总效果上看，
第十一章
光的本性
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1
高考考点
1知道人类对光的本质的认识过程． 2知道光的双缝干涉现象和薄膜干涉现象； 知道光的衍射现象；知道光是一种波． 3理解光电效应的基本规律和光子说的基本 内容；知道光的波粒二象性的初步概念
.
2
光本性学说的发展简史
光的本性
例2：两支手电筒射出的光，当它们照到同一区域时看 ：两支手电筒射出的光， 不到干涉条纹，其原因是（ 不到干涉条纹，其原因是（ D ） A、 手电筒射出的光不是单色光 、 B、 干涉图样太细小看不清楚 、 C、 周围环境的漫反射光太强 、 D、 两个光源并非相干光源 、
例3：下列现象中哪些是光的干涉？ ：下列现象中哪些是光的干涉？ A.雨后天空出现的彩虹 雨后天空出现的彩虹 B. 昆虫翼上呈现的彩色条纹 C.隔着棱镜观察物体看到的彩色条纹 隔着棱镜观察物体看到的彩色条纹 D.阳光下水面上油膜的彩色条纹 阳光下水面上油膜的彩色条纹
例1：在白炽灯的照射下，能从捏紧的两块玻璃板表面看 ：在白炽灯的照射下， 到彩色条纹， 到彩色条纹，通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的 白炽灯，也会看到彩色条纹， 白炽灯，也会看到彩色条纹，这两种现象 （ C ） A.都是光的衍射现象 都是光的衍射现象 B.前者是光的色散现象，后者是光的衍射现象 前者是光的色散现象， 前者是光的色散现象 C.前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 前者是光的干涉现象， 前者是光的干涉现象 D.都是光的波动性的表现 都是光的波动性的表现
（三）两个特例： 两个特例： 1、双缝干涉： 双缝干涉： 产生明暗条纹的条件 明条纹： 明条纹：路程差等于半波长 的偶数倍。 的偶数倍。 暗条纹： 暗条纹：路程差等于半波长 的奇数倍。 的奇数倍。 产生： 产生：在楔形膜前后表面反射的光相遇 叠加产生 2、薄膜干涉 特例：肥皂薄膜、水面上的油膜、增透膜等 特例：肥皂薄膜、水面上的油膜、 运用： 运用：干涉法检查物体表面的平滑度
三、光的衍射： 光的衍射： 1、衍射条件：当孔或障碍物的尺寸可以跟光的波长相比 衍射条件： 甚至比光的波长还要小时， 拟，甚至比光的波长还要小时，可以观察到明显的光的 衍射现象。 衍射现象。 2、条纹特点：中央条纹最宽最亮，两边条纹较暗较窄， 条纹特点：中央条纹最宽最亮，两边条纹较暗较窄， 条纹间距不等。 条纹间距不等。 3、实例： 单缝衍射 、实例： 圆孔衍射 细丝衍射 边缘衍射
浅谈光的本性认知发展历程
浅谈光的本性认知发展历程作者：师家庆来源：《文存阅刊》2020年第14期摘要：自然科学的发展是人类不断揭露矛盾和克服矛盾的过程。
它的不少规律和理论是直接从生产实践中总结出来的，但也有很多的理论是在科学技术发展前提下对众多的科学假说进行证实或者部分证实的产物，这一产物本身其实也不是完美的，而是一个新的、有质的飞跃的一个新的假说。
其中，光学中对于光的本性——波粒二象性的描述就是很典型的例子。
关键词：理论;科学假说;光学;波粒二象性一、光学的早期发展光学是一门古老而又年轻的学科。
中国的《墨经》、希腊的《光学》等书中，均对光的一些规律进行了描述。
从这时候开始，一直到15世纪末16世纪初是光学发展的萌芽时期。
在这一阶段，所有光学的研究均未涉及光的本性。
二、光的微粒说17世纪中叶，人类开始对光的本质进行探讨。
人们在光的反射、折射等理论的基础上，提出了光的微粒说。
最早由笛卡尔提出。
在力学、数学、天文学的发展中作出巨大贡献的牛顿发展了该模型，提出了光的微粒理论并着手通过实验来验证自己的假说。
然而，在他的很多实验中，结论指向了波动性，如牛顿环实验等。
由此使得牛顿在光的本性问题上犹豫了很久。
微粒说可以很好地解释光的直线传播、反射、折射定律，但对于干涉、衍射、偏振等现象的解释相当勉强，以致牛顿不得不在微粒说中添加了“振动”的因素，认为光微粒在传播途中会受到媒质振动的影响，从而使得光的微粒说能够站住脚。
由于牛顿在自然科学界的巨大声望，使得微粒说在整个18世纪占统治地位。
三、光的波动说1655年，意大利数学教授格里马第观测放在光束中的小棍子的影子时，发现了影子的宽度和直线传播前提下影子的宽度是有差距的。
据此他推想光可能是与水波类似的一种流体。
格里马第设计了一个实验：让一束光穿过小孔后照到暗室里的一个屏幕上。
他发现光线通过小孔后的光影明显变宽了。
格里马第进一步实验，他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕，这时得到了明暗条纹。
人类对光的认识过程
人类对光的认识过程人类对光的本性认识经历了一个非常曲折、漫长的过程，这其中不仅仅使我们获得了很多知识，更重要的是对科学精神和科学发现的理解更深刻了。
光的本性认识历史--摘自《重要物理概念规律的形成与发展》乔际平刘甲珉编著人们对光的本性的认识经历了漫长的岁月，大约在十七世纪形成了两种对立的学说，即光的波动说与微粒说，但在以后很长一段时期内，微粒说占据统治地位，而波动说几乎消声匿迹.历史发展到十九世纪初，由于一连串的发现和众多科学家的努力使光的波动说再次复兴，并压倒了微粒说.二十世纪初，爱因斯坦提出了光的量子说，康普顿证实了光的粒子性，使人们对光的本性又有全新的认识，乃至到今天，人们认识到光具有波粒二象性.人们对光的本性的认识过程可概括为:光的波动说→光的微粒说→光的波动说→光的量子说→光的粒子说→光的波粒二象性.一、光的波动说的形成十七世纪形成了关于光的本性的两种学说，历史上主张光的波动说有笛卡儿、胡克、惠更斯等人.1.笛卡儿借助于以太来说明光的传播过程十七世纪上半叶，法国物理学家笛卡儿(1596-1650)曾用他提出的"以太"假说来说明光的本性.他用以太中的压力来说明光的传播过程.如果一物体被加热并发光，这意味着，物体的粒子处于运动状态并给予这一媒质的粒子以压力.这一媒质被称为以太，它充满了整个空间.压力向四面八方传播，在达到人眼后引起人的感觉，他把人们对物体的视觉比喻为盲人用手杖来感知物体的存在，他把光的颜色设想为起源于以太粒子的不同的转动速度，转得快的引起红色的感觉，转得慢的对应于黄色，最慢的是绿色和蓝色.他的主张是强调媒质的影响，以"作用"的传播为出发点，特别是以接触作用或近距作用为出发点，把光看作压力或者脉动运动的传播，因而笛卡儿被认为是光的波动说的创始人.2.胡克把光波与水波类比指出光的波动性胡克在1665年出版的《显微术》一书，明确提出光是一种振动.他以钻石受到摩擦、打击或加热时在黑暗中发光的现象为例，认为发光体的一部分处在或多或少的运动中，又因金刚石很硬，肯定它是一种很短的振动.在分析光的传播时，胡克提到了光速的大小是有限的，并认为"在一种均匀媒介中，这一运动在各个方向都以相等的速度传播"，因此发光体的每一个振动形成一个球面向四周扩展，犹如石子投入水中所形成的波那样，而射线和波面交成直角.胡克还把波面的思想用于对光的折射现象的研究，提出了薄膜颜色的成因是由于两个界面反射、折射后所形成的强弱不同、超前落后不一致的两束光的叠合.这里已包含着波阵面、干涉等不少波动说的基本概念.3.惠更斯把光波与声波类比提出惠更斯原理，发展了光的波动学说荷兰物理学家惠更斯(1629-1695)在十七世纪七十年代，从事光的波动论的研究，1690年出版了他的著名著作《论光》.惠更斯从光的产生和它所引起的作用两方面来说明光是一种运动.他的研究发现:"光线向各个方面以极高的速度传播，并且光线从不同的地点出发时，光线在传播中相互穿过而互不影响.当我们看到发光的物体时，决不会是由于该物体有任何物质传输到我们这里，好象一粒子弹或一只箭穿过空气那样".从这里可看出，惠更斯从光束在传播中相互交叉时并不彼此妨碍的事实得出上述结论的.他把光的传播方式和声音在空气中的传播作比较，明确地指出了光是一种波动的思想.他又根据光速的有限性论证了光是从媒质的一部分依次向其他部分传播的一种运动，他认为光和声波、水波一样是一种球面波.惠更斯不但从现象上解释各种光的波动现象，而且试图从理论的高度总结出普遍的规律，他提出了著名的惠更斯原理.他叙述说:"关于这些波的形成过程还必须指出，当光在物质中传播时，物质的每一个粒子都应当把它的运动不仅传递给位于它与发光点的连线上近旁的粒子，它也必然把运动传递给所有与它接触并阻碍它运动的其它粒子.因此，在粒子的周围就应当形成波，而该粒子则是波的中心".运用这个次波原理，惠更斯不但成功地解释了反射和折射定律，而且还解释了方解石的双折射现象.惠更斯没有给波动过程以严密的数学描述.没有提到波长的概念，他的次波包络面也没有从一定位相的迭加所造成的强度分布来考虑，只不过是光传播的一种几何的定性说明，故仍旧停留在几何光学的观念范围内.由于他认为光波和声波一样是一种纵波，因此他无法解释光的偏振现象;而且惠更斯所谓的波动实际上只是一种脉冲而不是一个波列，也没有建立起波动过程的周期性概念，因此，用他的理论无法解释颜色的起源，也不能说明干涉、衍射等有关光的本质的现象.总之，十七世纪，由笛卡儿、胡克、惠更斯等人所建立起的光的波动学说还是很不成熟的.二、光的微粒说的形成在光的波动学说形成过程中，关于光的本性另一种对立学说--光的微粒说也逐步建立起来了。
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• 第一,在17、18世纪中经典力学已形成了完善的科 学体系,它在解释自然现象和指导生产实践中取得 了显著成效,人们容易接受。 • 第二,波动说还比较粗糙,理论上不够完善。如惠更 斯没有提出波的周期概念,并认为光波是纵波。而 且,波动说只限于用来解释光的几何性质,没能用来 解释当时已经发现的物理光学现象。 • 第三,牛顿的威望高,权威们的思想观点容易被人们 所接受。 • 第四,当时的物理实验水平不高,不能很好地测定光 速,这就不能就微拉说与波动说争论的焦点——一 光介质与光疏介质中光速的大小间题作出裁决。 这些在客观上对微粒说有利。
波动光学
Arago (1786-1853)
提出衍射 的波动理 论 偏振的 Malus定 律；冰洲 石晶体的 双折射现 象
Brewster (1781-1868)
设计并完成了 杨氏双缝干涉 实验，揭示了 光的波动本性
Fresnel (1788-1827)
测量并对比空 气中和水中的 光速(实验进 行时他已失明， 实验由Fizeau 和Foucalt 最 终完成)
光电效应以及康 普顿效应等无可 辩驳的证实了光 是一种粒子．
爱因斯坦
康普顿
• 1960年梅曼首先成功地研制出红宝石激光器 后,现代光学得到了突飞猛进的发展,全息摄 影、光纤通讯等新技术的出现以及傅里叶光 学、集成光学等新学科的形成为人类展现了 现代光学广阔的发展前景,光学同其他学科 和技术领域的广泛结合和相互渗透已成为现 代物理和现代科学技术的前沿阵地之一。
从量子光学到蓬勃发展的现代光 学——光的波粒二象性的提出
• 1905年3月爱因斯坦针对光电效应现象在普朗克量子 假设的基础上提出了光量子假说,在《关于光的产生 和转化的一个启发性观点》一文中认为,电磁辐射不 仅在发射和吸收时是以能量形式出现, 而且还以微粒 的形式在空间以光速传播。 • 1914年密立根用实验检验了假说的正确性和普朗克 常数h的精确值。由此,光的波粒二象性使人类对光本 质的认识又大大向前迈进了一步。
波动说的复兴
• 1800年英国的托马斯.杨发表了《在声和光方面的 实验和问题》的论文,认为光与声都是波,光是在以 太介质中传播的纵振动,不同颜色的光与不同颇率 的声音相类似,他在分析水波灼迭加现象之后提出 了“干涉”概念； • 1801年在皇家学会上宣读了关于薄膜颇色的论文, 进一步扩充和发展了惠更斯的波动说,明确提出了 光具有颇率和波长,完善了光波概念；并解释了牛 顿环现象。他做了独创的双孔千涉实验；并总结 出干涉原理。
进一步发展
实验验证 Maxwell 的预言； 发现光电 效应
Fraunhofer (1787 - 1826)
提出量子 论
发现太阳光谱 中的暗线 (Fraunhofer线)
H. Hertz (1847 - 1894)
Planck (1858-1947)
结 论
• 综上所述，人类对光本质的认识还有 待深入和拓展。人类对光本质的研究 还告诉我们：科学的发展是一个艰难 而曲折的过程、是一个积累和斗争的 过程，它迫使我们去创造新的观念和 新的理论。科学的发展离不开探索， 离不开百家争鸣的大环境，离不开不 迷信权威和敢于向权威提出挑战的求 实精神和批判精神。
早期微粒说与波动说的争论和评述
• 1672年牛顿在《光与颜色的新理论》一文中 认为,波动说有三个要害间题解决不了。一是 波动说不能很好地解释光的直线传播这一最 基本的事实；二是波动说不能解释偏振现象, 三是波动说赖以存在的以太质值得怀疑。 微粒说与波动说在解释几何光学现象方 面都有一定成效,处于同等地位。但微粒说在 与波动说争论的第一回合中取得了优势,其主 要原因是：
折射定律
•Ptolemy (100 AD)
•Thomas Harriet (1602)
争论： • Willebrord Snell (1621)
• Descartes (1637)
Willebrord Snell (1580-1626) 1621年提出折射定律 (即Snell定律)
• 1819年他们又做了验证光是横波的实验,并 说明了两个振动面互相垂直的振动不能实 现干涉。 • 1822年夫琅和费又创立了衍射理论的数学 方法,对光的波动理论的发展做出了新贡献。 • 1835年德国学者施维尔德发表了重要的总 结性文章《从波动理论的基本定理出发阐 明衍射现象》,这标志着光波动理论的发展 进入了全盛时期。
研究课题
光的本性的研究历程
内容摘要
• 本文主要探究在光学发展史上对光的本质 研究所分为几个阶段，在每个阶段中分别 建立的学说，每个学说的代表人物及其在 研究过程中的主要事迹。
论文结构及主要内容
• • • • • • • 引言 微粒说和波动说的提出 早期微粒说与波动说的争论和评述 波动说的复兴 光的机械波动论与光的电磁波理论 从量子光学到蓬勃发展的现代光学 结论
参考文献
• 1、弗· 卡约里 . 《物理学史》 . 内蒙古人 民出版社 . 1981 • 2、乔治· 伽莫夫 . 《物理学发展史》 . 商 务印书馆 . 1981 • 3、盛· 弗·马吉 . 《物理学原若选读》 . 商 务印书馆 . 1986 • 4、谭树杰, 王华 . 《物理学上的重大实 验》 . 科学技术文献出版社 . 1987
Empedocles (~495-435BC)
凹面镜聚焦太 阳光的记载
Democritus (460-370BC)
视觉的解释
Aristophanes (?450-?388BC)
光速是有限 的
色彩的解释
Aristotle (384-322BC)
中国:墨翟(公元前468～376年)
墨经共5000余字，其中有8条关于几何光学的记述，系统且完整。
关键词
光本质 波动说 粒子说 波粒二象性
引 言
• 人类很早就开始了对光的观察和研究，逐 渐积累了丰富的知识，使光学成为了物理 学中发展最早的分支之一。从17 世纪开始 至20 世纪初，“微粒说”与“波动说”两 大理论，展开了激烈的争论，最终以光的 波粒二象性而告终。正是这场争论，推动 了科学的发展，并导致了20世纪物理学的 重大成就———量子力学的诞生。
偏振的 Brewster定律
Malus (1775-1812)
光的机械波动论的困难、光的电磁波理论的建立
• 1864年英国物理学家麦克斯韦在《电磁场的动力理 论》得出这样一个推论：光是存在于媒质中的横波； 光波是媒质中传播的波长较短的电磁波。” •1888年赫兹在实验室产生了电磁波,并 测出电磁波在空气中的传播速度等于光 在空气中传播的速度,验证了电磁波在反 射中符合光的反射定律,他还做了电磁波 的聚焦、干涉、衍射、偏振等项实验,雄 辩地证明了麦克斯韦电磁场理论的正确 性,即证明了光的电磁波动理论的正确性。