西方古代和中世纪的光学成就简述
光学发展简史
光学发展简史光学是一门研究光的性质和行为的学科，它的发展历史可以追溯到古代。
本文将为您详细介绍光学的发展简史，从古代到现代，逐步呈现光学学科的进步和突破。
1. 古代光学在古代，人们对光的性质和行为有了初步的认识。
古希腊的柏拉图和亚里士多德提出了光的传播是通过一种称为“视觉射线”的物质传播的理论。
另外，古希腊的毕达哥拉斯提出了“光锥”的理论，认为光是由一束直线射线组成的。
2. 光的折射与反射在16世纪，伽利略·伽利雷和威廉·斯涅尔分别研究了光的折射和反射现象。
他们的实验和观察结果奠定了光学的基础。
伽利略发现了光在不同介质中传播时的折射现象，并提出了著名的“斯涅尔定律”，即折射角和入射角的正弦比等于两个介质的折射率之比。
3. 光的波动理论到了17世纪，荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯提出了光的波动理论。
他认为光是由一系列波动组成的，这一理论解释了光的干涉和衍射现象。
这项理论为后来的光学研究提供了重要的基础。
4. 光的粒子性质在19世纪末，德国物理学家马克斯·普朗克和爱因斯坦的光电效应实验证明了光的粒子性质。
他们发现，光的能量是以离散的量子形式存在的，这一发现为量子力学的发展打下了基础。
5. 光的电磁理论到了19世纪末和20世纪初，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了光的电磁理论。
他认为光是由电磁波组成的，这一理论解释了光的偏振现象和干涉现象。
麦克斯韦的电磁理论为光学研究提供了重要的理论基础。
6. 光的量子理论20世纪初，爱因斯坦提出了光的量子理论，即光的粒子性质。
他认为光由一系列粒子（光子）组成，每个光子具有一定的能量。
这一理论解释了光的光谱现象和能量传递过程。
7. 光学技术的发展随着光学理论的不断发展，光学技术也得到了迅速的发展和应用。
例如，显微镜的发明使得人们可以观察微小的物体和细胞结构；望远镜的发明使得人们可以观测远处的天体；激光的发明和应用使得光学在通信、医学和工业领域有了广泛的应用。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的性质和行为的科学，它在人类的历史上扮演着重要的角色。
本文将为您介绍光学的发展历程，从古代到现代，探索光学领域的重要里程碑和突破性的发现。
古代光学古代文明对光学现象有着基本的认识。
在公元前3500年左右，古埃及人发现了光的反射现象，他们利用镜子捕捉和集中太阳光。
公元前300年左右，古希腊哲学家亚里士多德提出了光的传播是由于眼睛发出的“视线”与物体相交的结果。
公元前10世纪，阿拉伯学者艾本·海森提出了光的折射现象，并通过实验验证了他的理论。
光学的启蒙时期17世纪是光学发展的重要时期，众多科学家对光的性质进行了深入的研究。
伽利略·伽利莱通过望远镜的发明，观察到了月球表面的细节以及木星的卫星。
他的观察结果支持了日心说，并对光的传播速度提出了猜测。
此外，伽利略还研究了光的折射和反射现象。
伽利略的研究为荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯的光学研究奠定了基础。
惠更斯提出了光的波动理论，并通过实验验证了光的干涉和衍射现象。
他的研究为后来的光学理论提供了重要的依据。
光的粒子性质的发现光的粒子性质的发现可以追溯到17世纪末。
英国科学家艾萨克·牛顿通过将光通过三棱镜进行分光实验，发现了光的色散现象，并提出了光由颗粒状的粒子组成的粒子理论。
他的理论得到了广泛的认可，但也引发了光的本质的争议。
19世纪光的波动理论的发展19世纪是光学理论发展的重要时期。
法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳提出了光的波动理论，解释了光的干涉和衍射现象，并建立了菲涅耳衍射和菲涅耳透镜的理论基础。
他的贡献对光学的发展产生了深远的影响。
同时期，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过电磁场方程组成功地将电磁波和光联系在了一起。
他提出了光是一种电磁波的理论，并预测了光的存在。
这一理论奠定了光学和电磁学的基础，并为后来的光学研究提供了重要的指导。
现代光学的发展20世纪以来，光学在科学和技术领域取得了巨大的进展。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播和光的相互作用的科学领域。
它涉及到光的产生、传输、控制和检测等方面的研究，是现代科学和技术中不可或者缺的一部份。
本文将为您介绍光学发展的历史，从古代到现代，逐步展示了光学科学的进步和发展。
1. 古代光学古代光学的起源可以追溯到公元前3000年摆布的古埃及和古巴比伦。
当时人们对光的性质进行了一些观察和实验，但对光的本质并没有深入的认识。
古希腊哲学家亚里士多德是古代光学的重要代表人物，他提出了“视觉是由眼睛发出的一种物质”这一观点。
2. 光的传播理论在17世纪初，荷兰科学家胡克和英国科学家牛顿等人对光的传播进行了深入的研究。
胡克提出了光的波动理论，认为光是一种波动现象。
而牛顿则提出了光的粒子理论，认为光是由小颗粒组成的。
这两种理论在当时引起了激烈的争论，被称为“光的本质之争”。
3. 光的干涉和衍射18世纪末，英国科学家托马斯·杨和法国科学家奥古斯丁·菲涅耳等人对光的干涉和衍射现象进行了研究。
他们发现，当光通过狭缝或者物体边缘时，会浮现干涉和衍射现象，这进一步证明了光的波动性质。
这些发现为后来的光学理论奠定了基础。
4. 光的偏振19世纪初，法国科学家艾尔斯特·马吕斯·布雷格和英国科学家威廉·尼古拉斯·普尔等人对光的偏振现象进行了研究。
他们发现，光可以被特定的材料或者器件过滤，只保留特定方向的振动。
这一发现对光的操控和应用具有重要意义。
5. 光的量子性质20世纪初，德国物理学家马克斯·普朗克提出了量子理论，为解释光的行为提供了新的解释。
他认为，光的能量是以离散的量子形式存在的，这一理论为后来的量子光学奠定了基础。
随后，爱因斯坦提出了光电效应和光的波粒二象性理论，进一步揭示了光的量子性质。
6. 现代光学应用随着科学技术的不断发展，光学在现代社会中的应用越来越广泛。
光学在通信、医学、材料科学、能源等领域都扮演着重要的角色。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、发射、操控和检测的科学领域，其发展历史可以追溯到古代。
本文将从古代到现代，详细介绍光学的发展历程。
1. 古代光学发展古代光学的起源可以追溯到公元前3000年左右的古埃及和古希腊。
古埃及人和古希腊人通过观察太阳和星星的运动，研究光的传播规律。
古希腊哲学家毕达哥拉斯和柏拉图提出了光是由微小的粒子组成的粒子理论，这为后来的光学研究奠定了基础。
2. 光的传播理论的发展17世纪，荷兰科学家胡克和牛顿等人提出了光的传播是以粒子的形式进行的粒子理论。
然而，法国科学家奥古斯丁·让·菲涅耳在19世纪初提出了波动理论，认为光是一种波动现象。
菲涅耳的波动理论解释了光的衍射和干涉现象，为光学的发展做出了重要贡献。
3. 光的电磁理论19世纪中叶，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了光是电磁波的电磁理论。
他的理论将光学与电磁学联系在一起，为后来的光学研究提供了新的方向。
麦克斯韦的电磁理论在当时引起了极大的关注，为后来的光的偏振和光的速度等研究提供了理论基础。
4. 光的偏振理论19世纪末，德国物理学家海因里希·赫兹通过实验证明了光是一种横波，并且可以通过偏振器进行偏振。
这一发现为光的偏振理论的建立奠定了基础。
随后，瑞士物理学家阿尔贝·爱因斯坦通过研究光的光电效应，提出了光是由光子组成的粒子理论，这一理论解释了光的光电效应现象。
5. 光的速度测量19世纪末，法国物理学家亨利·贝克勒尔通过实验证明了光的速度是恒定不变的，并且与光的波长和频率无关。
这一发现为光的速度测量提供了重要依据。
随后，美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷利利用干涉仪测量了光的速度，得到了非常精确的结果，为光的速度的研究提供了重要数据。
6. 光学仪器的发展随着光学理论的发展，各种光学仪器也得到了极大的改进和发展。
例如，望远镜的发明和改进使得人类能够观测到更远的天体；显微镜的发明使得人们能够观察到更小的物体和细胞结构。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、控制和利用的科学与技术领域。
自古以来，人们对光的性质和行为产生了浓厚的兴趣，并进行了一系列的研究和实践。
本文将为您详细介绍光学的发展历程和里程碑事件。
1. 古代光学研究光学的起源可以追溯到古代文明时期。
古埃及人、古希腊人和古印度人都对光的性质进行了初步的研究。
例如，古希腊哲学家亚里士多德提出了光是由眼睛发出的理论，而古印度的《Charaka Samhita》中也包含了对光的传播和反射的描述。
2. 光的折射与反射在17世纪初，荷兰科学家斯涅尔斯发现了光的折射现象，并提出了著名的斯涅尔斯定律。
此后，法国科学家笛卡尔和伽利略也对光的折射进行了研究。
英国科学家牛顿在17世纪末发现了光的分光现象，并通过实验证明了光的组成。
他还提出了光的粒子理论，即光由微粒组成并以直线传播。
3. 光的波动理论18世纪末，荷兰科学家惠更斯提出了光的波动理论。
他认为，光是一种波动现象，可以通过干涉和衍射来解释光的行为。
法国科学家菲涅尔和英国科学家杨盖尔在19世纪进一步发展了光的波动理论，并提出了著名的菲涅尔衍射和杨盖尔干涉实验。
4. 光的偏振与旋光在19世纪中叶，法国科学家马尔斯提出了光的偏振理论。
他发现，光可以具有特定的偏振状态，并通过偏振片的实验进行了验证。
同时，法国化学家普朗克发现了光的旋光现象，并提出了旋光的份子结构理论。
5. 光的量子性质20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了光的量子理论。
他认为，光以离散的能量量子形式存在，这一理论对解释光的行为起到了重要的作用。
爱因斯坦的量子理论为后来的量子力学奠定了基础。
6. 光的激光与光纤20世纪中叶，美国科学家梅曼发明了第一台激光器。
激光器的发明引起了光学科学和技术的一场革命。
激光具有高亮度、单色性和相干性等特点，广泛应用于医学、通信、材料加工等领域。
同时，光纤的发明和应用也极大地推动了光学的发展，使得信息传输更加快速和可靠。
7. 光学成像与光学仪器随着光学的发展，各种光学成像技术和光学仪器得到了广泛应用。
光学发展简史
光学发展简史光学学科是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象的科学领域。
它的发展历史可以追溯到古代，而随着科学技术的不断进步，光学在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将从古代到现代，逐步介绍光学学科的发展历程。
1. 古代光学光学的起源可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家毕达哥拉斯认为光是由一种称为“视觉火”（visual fire）的物质组成的。
而另一位古希腊哲学家伊壁鸠鲁则认为光是由无数个微小的粒子组成的。
然而，直到公元11世纪，阿拉伯科学家艾布·哈塞尔（Ibn al-Haytham）通过实验证明了光的传播是直线传播，并提出了光的折射定律。
2. 光的波动理论17世纪，光的波动理论开始兴起。
荷兰科学家胡克（Christiaan Huygens）提出了光的波动理论，并解释了光的折射和干涉现象。
同时，英国科学家牛顿（Isaac Newton）提出了光的粒子理论，他认为光是由微粒组成的。
这两种理论引发了一场关于光的本质的争论，直到19世纪末，波动理论逐渐占据主导地位。
3. 光的电磁理论19世纪初，英国科学家托马斯·杨（Thomas Young）进行了著名的双缝干涉实验，证明了光是波动的。
随后，法国科学家奥古斯丁·菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel）发展了光的波动理论，解释了光的衍射现象。
而在同一时期，英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提出了光的电磁理论，将光与电磁波联系在一起。
4. 光的量子理论20世纪初，德国科学家马克斯·普朗克（Max Planck）提出了量子理论，解释了黑体辐射现象。
在此基础上，爱因斯坦（Albert Einstein）在1905年提出了光的粒子性，即光子的概念。
这一理论为后来的量子力学奠定了基础。
5. 现代光学20世纪以来，光学学科得到了广泛的应用和发展。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的科学领域。
它的发展可以追溯到古代，人们对光的性质和行为产生了浓厚的兴趣。
本文将从古代到现代，简要介绍光学的发展历史。
1. 古代光学古代文明中的一些文化和科学领域，如古埃及、古希腊和古印度，对光学有了初步的认识。
古希腊哲学家亚里士多德提出了一种“发射说”，认为眼睛发射光线来感知物体。
而另一位古希腊哲学家尤卡里斯则提出了“接收说”，认为眼睛接收物体发出的光线。
这两种理论对后来的光学研究产生了重要影响。
2. 光的传播和折射在17世纪，荷兰科学家斯涅尔斯发现了光的折射现象。
他提出了一条著名的定律，即“光线在两个介质之间传播时，入射角和折射角之间的正弦比是一个常数”。
这一定律为后来的光学研究奠定了基础。
此后，法国科学家笛卡尔和英国科学家胡克等人对光的传播和折射进行了深入研究，为光学的发展奠定了坚实的基础。
3. 光的干涉和衍射在19世纪，光的干涉和衍射现象引起了科学家们的广泛关注。
英国科学家托马斯·杨和法国科学家奥古斯丁·菲涅耳分别提出了干涉和衍射的理论。
杨的干涉理论解释了光的波动性质，而菲涅耳的衍射理论则解释了光通过小孔或者物体边缘时的现象。
这些理论的提出推动了光学的发展，并为后来的光学仪器的设计和应用提供了理论基础。
4. 光学仪器的发展随着光学理论的不断深入，各种光学仪器的发展也取得了重大突破。
17世纪，荷兰科学家哈勃利发明了显微镜，使人们能够观察弱小的物体和生物细胞。
18世纪，英国科学家约瑟夫·普拉特发明了望远镜，使人们能够观测到远处的天体。
20世纪，电子显微镜和激光器等先进的光学仪器的发明，进一步推动了光学技术的发展。
5. 光学应用的拓展光学的应用领域也在不断拓展。
光学在通信领域的应用尤其重要。
20世纪末，光纤通信技术的浮现，使得信息传输速度大大提高，成为现代通信的主要手段。
此外，光学在医学、材料科学、环境科学等领域也有广泛的应用。
光的认识历程
光的认识历程一、古代对光的初步认识在古代，人们就已经开始对光有了一些初步的观察和认识。
例如，古希腊学者欧几里得在他的著作光学中，对光的直线传播进行了研究，他通过小孔成像等现象发现光线似乎是沿着直线传播的。
这一发现是早期对光的特性最基本的认识，它为后来光的理论发展奠定了基础。
古代的人们还发现了光的反射现象，比如平静的水面可以反射出周围的景物。
这种反射现象在日常生活中很常见，例如人们在河边可以看到自己的倒影。
这让古代人开始意识到光在遇到物体表面时会改变传播方向。
二、中世纪光学的发展进入中世纪，阿拉伯的科学家们在光学研究方面取得了一定的进展。
伊本·海赛姆（Al - Hazen）是其中的杰出代表。
他写了一本名为光学之书的著作，在书中他对光的反射和折射进行了深入的研究。
他通过实验发现，当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，并且他尝试测量了不同介质中光线折射的角度关系。
伊本·海赛姆的研究成果对后来欧洲光学的发展产生了重要的影响，为光学从古代的定性研究向定量研究转变提供了重要的参考。
三、近代光学的突破1. 牛顿的微粒说到了近代，艾萨克·牛顿提出了光的微粒说。
牛顿认为光是由微小的粒子组成的，这些粒子以直线运动的方式传播。
他的这一理论可以很好地解释光的直线传播和反射现象。
例如，光的直线传播就像粒子在均匀介质中沿着直线前进一样，而反射现象则可以理解为粒子撞击到光滑表面后反弹回来。
牛顿的微粒说在当时得到了很多科学家的支持，因为它符合当时人们对物质结构的理解，并且能够解释一些常见的光现象。
2. 惠更斯的波动说与牛顿的微粒说相对的是惠更斯提出的波动说。
惠更斯认为光是一种波，他通过研究光的干涉和衍射现象来支持自己的理论。
例如，当两束光相遇时，如果是波的话就会产生干涉现象，就像水波相遇时会出现叠加或者抵消的情况一样。
光的衍射现象也可以用波动说来解释，光在通过小孔或者障碍物的边缘时会发生弯曲，这类似于水波绕过障碍物继续传播的现象。
光学发展简史
光学发展简史光学是研究光的传播、控制和应用的学科，它涉及到光的物理特性、光的产生和检测、光的传播和干涉、光的折射和反射等方面。
光学的发展可以追溯到古代，随着人们对光现象的深入研究和理解，光学的应用范围也越来越广泛。
一、古代光学古代光学的研究起源于古希腊时期，其中最著名的科学家是古希腊的毕达哥拉斯和亚里士多德。
毕达哥拉斯提出了光的传播是由于光线从眼睛射出，而不是由于眼睛接收到光线，这一观点被后来的科学家所证实。
亚里士多德则提出了光的折射和反射的基本原理，奠定了光学研究的基础。
二、光的波动理论17世纪，荷兰科学家胡克和英国科学家惠更斯提出了光的波动理论。
他们认为光是一种波动，可以解释光的干涉和衍射现象。
这一理论为后来的光学研究奠定了基础，也为光的传播和控制提供了重要的理论指导。
三、光的粒子性质在19世纪末，德国科学家普朗克和爱因斯坦提出了光的粒子性质。
他们认为光由光子组成，光的传播是由光子的运动引起的。
这一理论解释了光的吸收和发射现象，也为光的应用提供了新的思路。
四、光的激光技术20世纪60年代，美国科学家梅曼成功发明了第一台激光器，开创了光的激光技术的新时代。
激光技术具有高亮度、高单色性和高相干性等优点，广泛应用于医疗、通信、材料加工等领域。
五、光的光纤通信20世纪70年代，英国科学家卡佩恩和英国工程师库尔成功发明了光纤通信技术，开创了光纤通信的新时代。
光纤通信技术具有大带宽、低损耗和抗干扰能力强等优点，已经成为现代通信技术的主流。
光学发展简史中的这些里程碑事件，标志着光学研究从古代的观察和理论推测逐渐发展为现代科学的一部分。
随着光学技术的不断进步和应用的广泛推广，光学在生物医学、材料科学、信息技术等领域的应用将会越来越广泛。
光学的发展将继续推动科学技术的进步，为人类的生活和工作带来更多的便利和创新。
光学发展简史
光学发展简史光学发展简史-萌芽时期中国古代光学萌芽及发展中国古代对光的认识是和生产、生活实践紧密相连的。
它起源于火的获得和光源的利用，以光学器具的发明、制造及应用为前提条件。
根据籍记载，中国古代对光的认识大多集中在光的直线传播、光的反射、大气光学、成像理论等多个方面。
區I光的直线传播1、对光的直线传播的认识早在春秋战国时《墨经》已记载了小孔成像的实验：“景，光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下，足蔽下光，故成景于上，首蔽上光，故成景于下……”。
指出小孔成倒像的根本原因是光的“煦若射”，以“射”来比喻光线径直向、疾速似箭远及他处的特征动而准确。
宋代，沈括在《梦溪笔谈》中描写了他做过的一个实验，在纸窗上开一个小孔，使窗外的飞鸢和塔的影子成像于室内的纸屏上，他发现：“若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗所束，则影与鸢遂相违，鸢东则影西，鸢西则影东，又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂”。
进一步用物动影移说明因光线的直进“为窗所束”而形成倒像。
2、对视觉和颜色的认识对视觉在《墨经》中已有记载：“目以火见”。
已明确表示人眼依赖光照才能看见东西。
稍后的《吕氏春秋?任数篇》明确地指出：“目之见也借于昭”。
《礼记?仲尼燕居》中也记载：“譬如终夜有求于幽室之中，非烛何见？”东汉《潜夫论》中更进一步明确指出：“夫目之视，非能有光也，必因乎日月火炎而后光存焉”。
以上记载均明确指出人眼能看到东西的条件必须是光照，尤其值得注意的是认为：光不是从眼睛里发出来的，而是从日、月、火焰等光源产生的。
这种对视觉的认识是朴素、明确、比较深刻的。
颜色问题，在中国古代很少从科学角度加以探索，而着重于文化礼节和应用。
早在石器时代的彩陶就已有多种颜色工艺。
《诗经》里就出现了数十种不同颜色的记载。
周代把颜色分为“正色”和“间色”两类，其中“正色”是指“青、赤、黄、白、黑五色”。
“间色”则由不同的“正色”以不同的比例混合而成。
战国时期《孙子兵法?势篇》更指出：“色不过五，五色之变不可胜观也”。
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1 光学的发展 西方古代和中世纪的光学成就简述 古代人对于光现象的记载和研究是和日常生活、观察天象、占星问卜等同时开始的，因此历史上的光学几乎与力学、数学等一起成为人们探索自然奥秘的最早部门．但由于光的物理本性不象力的本性那样比较容易为人们认识，因此古代光学基本上停留在对几何光学现象的描述与总结上，作为一门科学，发展比较缓慢．从光学器具看，中国的青铜镜早就应用，而玻璃和珐琅在埃及、希腊、罗马发现较早．柏拉图学园（ 428—348 B．C．）的教学内容中就已有光的直进和 反射角与人射角相等的内容（反射定律的发明者已不可考）． 欧几里德（ Euclid，约330—275 B．C．）在《光学）｝一书中说：“我们假想光是直线进行的，在线与线之间还留出一些空隙米，光线自物体到人眼成为一个锥体，锥顶就在人眼，锥底在物体．只有被光线碰到的东西，才能为我们看见．”这就是“流出论”的根据．但原子论者则主张一切感觉都是从物体发出的物质流引起的．亚里士多德介于二者之间，主张“视觉是在很睛和可见物体之间的中介者运动的结果”． 公元二世纪时托勒密（70—147）写了《光学》一书．他用如图6—1装置第一次得出折射的数据 （见下表）．
盘 A 空气
r 水 B
B
图为 托勒密实验 由空气射入水中的折射 托勒密的结论并不准确，他认为折射角与入射角成正比。 中世纪阿拉伯人阿尔加桑（ Al－hazen， 965--1038）也写了一本《光学》，他通过解则知识正确指出眼的视觉功能，改进了托氏仪器，指出入射线、折射线与法线在一平面内，他还提出了有名的“阿尔加桑问题”。从物点发出的光是如何汇集到限内成像的？他还通过晚霞的持续时间，计算出当时太阳处于地平线下10°，估算出大气层高度为52000步，后来开普勒指出这个计算结果不对，但物理思想是可贵的，阿尔加桑《光学》的拉丁文译本在十三世纪曾激励波兰数学家维特洛（Vitello）去研究光学．
折射定律的建立
望远镜出现后，为了改善天文、航海与战争中这一必备的利器，需要不断改善已有的光学元件的制备和提高望远镜的倍数，这就不能没有正确的理论研究． 开普勒在1604年发表了对维特洛光学论文的注释，1611年发表了《屈光学》，他认为折射角厂由两部分组成，一部分正比于入射角i，另一部分正比于人射角的正割sect．只有在小于30°时，托勒密的正比例定律才适用．在光近乎垂直入射时，i：r＝3：2，他还得出玻璃的折射角不会超过42°．根据光路的可逆性，他得出存在有全反射现象的结论．在这些工作的基础上，他求出了曲率相等的双凸透镜的焦距和平面透镜的焦距，并设计了他的望远镜．
折 射 角 入射角 托勒密值 现 代 值
10 8° 7°29′ 20 15°31′ 14°52′ 30 22°30′ 22°1′ 40 29° 28°49′ 50 35° 35°4′ 60 40°30′ 40°30′ 70 45°30′ 44°48′ 80 50° 47°36′ 2
荷兰数学家斯涅耳（ Willebroad Snel1， 1591－1626）在大约1621年发现了折射定律，如图，水中－点F从空气中看好象在C点，斯涅耳发现，对于任意人射角，
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sin
常量
这一定律是斯涅耳1626年去世后在他的遗稿中找到的，而第一个利用粒子（“网球”）模型推证这一定律使其具有现代形式的正是笛卡儿，他把余割之比换成了正弦之比．
光的本性
在自然界里，光是人们日常生活中最熟悉的一种现象，光能使世界上一切物体呈现出它们的形状和颜色我们赖以生存的氧气和食物的产生，也是以植物的光合作用为基础的。总之，人类的生活离不开光． 多少世纪以来，科学家们为探索光的本性作了大量的实验，提出了许多理论，但是至今还没有能得出最终的、根本性的回答。 人们根据实验很早就已经了解了一些基本光学现象：光沿直线传播；光从镜面反射的角度等 于它射向镜面的角度（反射）；光束从空气进入玻璃、水或者其他透明物体时，会发生偏折（折射）；各束光可以彼此交叉通过而不相互干扰。虽然这些规律早为人们确定，但是它们所包含的深刻内容还远远没有为人们认识清楚。究竟光是什么？即关于光的本性这个问题的认识，在不同的历史发展阶段，是不断变化着的，甚至在同一历史时期，也存在两种截然相反的观点。 十七世纪，为了解释这些基本规律，形成了两大学派：一派是牛顿主张的“微粒说”，另一派是由惠更斯倡议的“波动说” 。 光的本性是什么？对这个问题自古以来就有不同的回答。科学发展到十七世纪，就形成了一场关于光的本性的争论，也就是微粒说和波动说之争。这场争论，是科学（特别是光学）发展的产物，同时又成为科学新发展的动力之一。微粒说是以牛顿为代表，波动说则是以胡克、惠更斯为代表。 1666年，英国科学家牛顿做了探讨光本性的第一个重要实验：他让太阳光通过一块三角棱镜，经棱镜射出的光束是一条按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩色光带。这种光带就称为“光谱”。白光就是由这几种光混合而成的。为了解释这些光学现象，牛顿提出了光的微粒说；他认为：光是由弹性微粒流组成，由光源发出，以高速作直线运动。牛顿以此为论据。阐明了光沿直线传播的性质及反射定律，也解释了光的折射现象。他认为光的传播速度决定于煤质的密度，煤质的密度越大，光在其中传播的速度也越大。根据他的假设，光在水、玻璃中的速度大于空气中的速度。但以后的实验结果与此恰恰相反，证明牛顿的这一结论是谬误的。 1672年2月6日牛顿送交皇家学会的一封信“关于光和色的新理论”一文，牛顿说出了自己关于光的物质性的见解，认为“光线可能是球形的物体”，这就是我们通常所说的光的微粒说。牛顿用这种观念。很容易解释光的直线传播，同时也能解释光的反射和折射。但是这篇著作却引起了激烈的论战。在这场论战中，反对牛顿对于光的本性的微粒见解的人是胡克。 胡克主张光是一种振动。他举出金刚石受到摩擦、打击或加热时，在黑暗中会发光的例证来说明光必定是一种振动。同时他还以金刚石的坚硬特性，提出这种振动必定是短促的。当讨论了光的直线传播和光速有限之后，胡克认为，在一种均匀煤质中，这一运动在各个方面都以相等的速度在传播，于是发光体的每一个脉动或振动都必将成一个球面。这个球面将不断地扩大，就如同把一石块投入水中后，在水面一点周围的环状波膨胀为越来越大的圆圈那样（尽管肯定要快得多）。由此可知，在均匀煤质中扰动起来的这些球面的一切部分都与射线交成直角。由此可见，胡克实际上已接触到了波前和波面的概念了。 胡克与牛顿争论时，提出不少问题，特别是微粒说所不能解释的一些事例。为了回答胡克提出的问题，牛顿又进一步研究，想办法如何来完善自己的假说和理论。由于牛顿对振动和波动过程有一个严格的了解并有一个严整的数学原理，所以他在与胡克争论过程中，认为在自己的关于光的粒子结构的理论中，作出的结论是正确的，但是他也表明作出这个结论并没有绝对肯定，所以只能用两个字来表示：“可能”。进而认为这个结论在极端的情况下，仅是自己学说的大概的结果，而不是它的基本前提。 1675年 12月 9日，牛顿在送交皇家学会的一篇论文——“涉及光和色的理论的假说”——中，提出了一个把光的微粒和以大的振动相结合的新假说。论文中写道：“以大的振动在这一假说和那一假说中都是一样有用的和不可缺的。因为假定光线是从发光物质向各方面发射出去的小的微粒的话，那末当它们碰到任何一种折射或反射表面时，就必然要在以大中引起振动，正象石块被投到水中时要引起振动～样。我还假定，这些振动将按照激发它们的上述 3
颗粒性光线的大小和速度不同而有不同的深度和厚度。”“只有这样它才能如此普遍而无所不包，以致把其他的假说也都包罗在内，而不需要创造什么新的假说”。 除此之外，牛顿在1675年12月21日写信给奥尔登堡（Henry Oldenbu，当时皇家学会的秘书）的信中在谈到他和胡克看法不同之处，牛顿认为，“除了假定以大是一种能振动的媒质以外，我和他没有什么共同之点。然而我对这个假定有和他很不相同的用法：他认为能振动的以大就是
光本身，而我则认为它不是。这是一个很大的差别，正如他和笛卡儿的差别很大一样。”牛顿在其他的论文中又提出并确立了光的周期性。 当牛顿在皇家学会宣读新的论文、阐述新的假说时，胡克却提出了关于优先权的要求。于是牛顿在愤慨之下，决定不发表光学著作。而牛顿的多年来的光学研究成果，只是在1704年间克死后的一年发表在他的《光学》著作中。这一偶然事件，看来是影响了光学的发展。 波动论的先驱者是英国的罗伯特·胡克（一六三五——一七0三年），但最先将它系统化的是荷兰的惠更斯（一六二九——一六九五年）。惠更斯认为，光是充满宇宙的光介质的波动，关于光波的传动方法，叫做所谓的惠更斯原理。他虽然运用这个理论很好地说明了光的折射和波动，但没能充分地说明光的直射。此外，也没能充分地说明一六六九年发现的冰州石的双折射，这是日为他把光行成是纵波（介质的振动方向同波的前进方向一致）的缘故。 荷兰科学家惠更斯是牛顿同时代的人，他提出了光的“波动说”。他认为：光是一种机械波，和声波一样，它依靠煤质来传播、光在水、玻璃等折射煤质中传播速度比在空气中蚀而且各种颜色的光波长不同，传播速度也不一样，波长越短，传播速度越慢，因此紫光偏折最厉害。波动说能解释光交叉通过而彼此不发生干扰的问题，但波动说不能解释光的直线传播。 微粒说与波动说争论不休，基于当时的实验条件及方法，无法用实验事实判断两种学说的优劣。因为微粒说能够自然地、直观地说明光的直进现象，所以较易为人们所接受。 在物理学上，牛顿是绝对的权威，因此，在他死后大约一百年，粒子论甚嚣尘上，而波动论则被人们遗忘了。
波动光学的兴起
在牛顿1704年出版《光学》一书以后，差不多相隔整整一个世纪（光学包括对光的本性的认识）进展不大，过去都把这一切归罪于牛顿的威望。到了十九世纪光学的发展才有所突破，特别是物理光学的发展得到了长足的进步，开始了波动光学的英雄时期；这一时期从1800年一直持续到十九世纪三十年代，而这一发展主要发生在英国和法国，其代表人物是托马斯·扬和菲涅耳。
托马斯·杨
十九世纪法国科学家托马斯·杨系统地解决了有关波动的数学问题，同时光的双缝干涉实验的结果也支持了光的波动说。 英国物理学家兼医生1773年6月13日生于萨默塞特的米尔佛顿；1829年5月10日卒于伦敦。 扬是一个神童。他两岁能读书，四岁就已两次通读圣经。他在青年时期，就学会了十几门外语，不仅包括希腊语、拉丁语和希伯来语，而且还有阿拉伯语、波斯语、土尔其语和埃塞俄比亚语。他还能演奏包括风笛在内的多种乐器。他是那种成人后仍是天才的最佳神童，在剑桥人称“奇迹扬”。有钱的叔父死后，他便在剑桥过起富裕闲适的