光学发展历史论文
光电产业发展论文
光电产业发展论文“光电产业”是指光学和电子科技在股份经济中交叉发展的产业领域。
近年来，光电产业发展迅速，呈现出巨大的市场潜力和前景。
本文将从产业背景、发展现状、存在问题和未来发展前景等方面阐述光电产业的发展。
一、产业背景光电产业是一种综合性极强的高科技产业，由光学、半导体电子、材料科学和应用工程等多个科技部门组成。
近年来，光电技术的发展迅猛，因其高速、高频、高精度、高性能等特点，被广泛应用于生产制造、服务业、医疗卫生、国家安全等领域，对于推动经济发展和人民生活水平的提高起到了积极的作用。
二、发展现状光电产业在国内还处于起步阶段，但是发展迅速，呈现出一系列积极的特点：1、人才储备方面：国内光电产业人才储备丰富，高校和研究机构大量培养了光电领域的博士和硕士，并且建立了大量的实验室。
2、市场需求方面：光电产业被广泛应用于军事、民用和商业领域，市场需求不断增长，市场容量庞大。
3、政策支持方面：国家和地方政府一直重视光电产业的发展，出台了一系列的政策和措施，支持企业的研发、生产和销售。
三、存在问题光电产业虽然有着迅猛的发展，但是还面临一些问题：1、基础研究不足：光电产业的发展需要在基础研究方面做大量的工作，但现阶段基础研究还比较薄弱，远不能显著支撑产业的迅猛发展。
2、人才流失严重：与欧美发达国家相比，国内的光电产业在薪资、职业发展、企业文化等方面还比较落后，这导致了大量优秀的光电人才流失。
3、技术创新能力弱：国内的光电产业很多企业还停留在搬运国外技术的阶段，自主研发和创新能力还不够强。
四、未来发展前景随着国家和地方政府的政策支持和社会对光电产业的重视，光电产业的未来发展前景十分广阔：1、多元化应用：在未来，光电产业将会被广泛应用于智能制造、医疗保健、信息通信、新能源等领域，产业的领域和范围还将不断拓展。
2、创新能力提升：随着国内产业基础的不断加强，企业的创新能力和自主研发能力将会得到提升。
3、品质和服务提升：光电产业需要提高品质和服务，在产品竞争力和品牌形象方面做出更多的努力。
光学原理
几何光学
• 荷兰物理学家、天文学家、数学家惠更斯（1629 年-1695） 在《论光》一书中从声和光的某些现象 相似性出发，认为光是在“以太”中传播的波。所 谓“以太”则是一种假想的充满整个宇宙空间的弹 性介质，光的传播取决于“以太”的弹性和密度。 • 光学的研究在18世纪没有什么进展，多数科学家支持光的 微粒说，不过瑞士的欧拉（Euler，1707-1783）和法国的伯 努利（Bernoulli，1700-1782）却捍卫并发展了波动理论。 几何光学时期建立了光的反、折射定律，出现了望远镜和显 微镜等光学仪器，促进了天文学、生物学和航海事业的发展； 由于干涉、衍射等波动现象的出现，开始向波动光学过渡。
• 克尔(Kerr, 1824-1907,苏格兰)在 1875年、1876年分别发现了克尔电光 效应和克尔磁光效应。 • 赫兹(Hertz,1857-1894,德国)在1888 年证实了电磁理论；
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波动光学
• 洛伦兹(Lorentz,1853-1928,荷兰)在1896年创立了电子论，解 释了物质的反射、吸收以及色散，1902年获诺贝尔物理学奖； • 塞曼(Zeeman，1865-1943，荷兰)1896年发现了塞曼效应。 1902年获诺贝尔物理学奖； • 法国的裴索(Fizeau,1819-1896)和傅科(Foucault,1819-1868) 分别在1849年和1862年测定了光速；
References
M. BornBiblioteka & A. Wolf, Principles of Optics
R.W. Boyd, Nonlinear Optics C. Rulliere, Femtosecond Laser Pulses: Principles and Experiments R.P. Feynman, R.B. Leighton, & M. Sands, The Feynman Lectures on Physics 课件下载 /dirdoc.aspx?d=2
西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)2019年5月5日光学工程
1 绪论1 绪论1.1 课题研究背景意义随着科学技术的不断进步与完善，精密测量技术和光波传输技术是光学研究领域中不可或缺的一个重要组成部分，它对一个国家的科技发展进步起着非常至关重要的作用。
如果没有先进的测量技术与测量手段，就很难设计出和制造出综合性能和单向性能均优良的产品；如果一个国家没有先进的光波传输技术手段，它也必将会处处受制于人，因此世界上各个国家都将精密测量技术与光波传输技术看的十分重要。
在精密测量技术中，基于测量原理和测量方法的差异，测量技术可分为两类：直接测量技术和间接测量技术。
直接测量技术并不需要建立复杂的数学模型，也不需要通过复杂的数学计算，只需要通过简单测量工具通过读数就可以直接获得测量结果。
例如：使用直尺测量线段的长度，使用量角器测量角的大小等。
间接测量技术需要根据测量的方法和测量的过程，设计出复杂的计算模型，通过待测物体与一些物理量之间存在的数学关系，使用测量工具先测量出这些物理量，在通过复杂的计算，计算出待测物体的真实值。
例如：使用激光测距设备测量很远的距离或者很大的物体。
直接测量技术很成熟，使用简单不需要大量计算，间接测量技术一般是在直接测量技术难以完成的情况下使用。
非接触式测距技术一般通过声学、光学和电磁波学的方式进行距离测量，其中声波对外界环境要求较高，只能在大气环境下进行传播；电磁波由于不具有方向性，能量在传播的过程中损失较大，影响最后的测量结果；而光波方向性较好，能量集中，适合长距离传输，例如：现在使用的宽带都是采用光纤进行数据传输。
非接触式测量方法是基于光电、电磁、超声波技术，在不接触物体表面的仪器元件的感觉上进行测试，可测试出测试对象的各种外观或内部数据特征。
非接触测量可以较小的损害待测物本身的代价，又可以达到很高的测量精确度。
在精密测量技术中和光波传输技术中，光电效应是一门重要的学科。
而光学相位信息是光学属性的一个非常重要的组成部分。
相位信息不仅可以体现光线本身的性质，又能表现出反射物质的光学特性。
光纤光学刘德明光纤光学
刘德明：光纤光学
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光电子科学与工程学院
光纤通信系统的发展
76年，美国在亚特兰大开通了世界上第一个实用化光纤通 信系统。码率为45Mb/s，中继距离为10km。80年，多模 光纤通信系统商用化（140Mb/s），并着手单模光纤通信 系统的现场试验工作。
90年，单模光纤通信系统进入商用化阶段（565Mb/s）， 并着手进行零色散位移光纤和波分复用及相干通信的现场 试验，而且陆续制定同步数字体系（SDH）的技术标准。
刘德明：光纤光学
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拉丝工艺
预制棒被电加热炉加热到
1850~ 2000 °C 进行拉丝
同时检测光纤的直径和控制拉 丝速度
光纤外径(125mm) 进行涂敷 (250mm)，材料为丙烯酸酯。 制成的光纤缠绕在直径为20cm 左右的转盘上。
刘德明：光纤光学
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光纤光学的发展
光纤光学
刘德明
光电子科学与工程学院 Tel. 87556188
Email:
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光电子科学与工程学院
“导光”的古老历 史
中国古代烽火台
1854年：英国的廷达尔(Tyndall)就观察 到光在水与空气分界面上作全反射以致 光随水流而弯曲的现象
1929-1930年：美国的哈纳尔(Hanael)和 德国的拉姆(Lamm)先后拉制出石英光纤 并用于光线和图象的短距离传输
刘德明：光纤光学
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爆炸性发展
自一九七０年以后，世界各发达国家对光纤通信的研究倾 注了大量的人力与物力，其来势之凶，规模之大、速度之 快远远超出了人们的意料之外，从而使光纤通信技术取得 了极其惊人的进展。 从光纤的衰耗看： 七O年：20dB/km 七二年： 4 dB/km 七四年：1.1dB/km 七六年：0.5dB/km 七九年：0.2dB/km 九O年：0.14dB/km 光纤的损耗已由1000dB/km下降到已经接近石英光纤的 理论衰耗极限值0.1dB/km。 致使光纤通信在世界范围内 形成了一个充满活力的新兴产业。
（光学专业优秀论文）AFM在膜科学中的应用及PICO+PLUS+AFM实验操作研究
大连理工大学硕七学位论文１９８８年研制成功国内第一台扫描隧道显微镜并获得国家科技进步二等奖。
目前，这项成象技术已广泛应用于表面科学、材料科学、微电子学、生物医学等学科。
１．１．２扫描隧道显微镜工作原理扫描隧道显微镜是基于量子力学中金属表面自由电子的电子波具有穿透位垒的几率，在金属表面形成电子云的现象，即隧道效应来设计的。
把一个十分尖细的具有传导功能的针尖接近到同样具有传导性能的样品表面，当两者距离足够小时（—般小于１纳米）针尖尖端的电子云与样品表面的电子云接近到相交的程度，这时在针尖和样品之间加上偏压就可以产生隧道电流。
研究表明隧道电流大小与针尖和样品问的距离成指数关系，计算发现当针尖和样品间的距离改变十分之一纳米时，隧道电流改变一个数量级，这也是ＳＴＭ纵向测量分辨率可以达到０．０１纳米的理论依据。
利用这一关系，当针尖在样品表面进行扫描成象时，保持隧道电流大小恒定，就可以得到样品的表面形貌信息。
针尖与样品的相互作用关系如图１．１所示：图１．１ＳＴＭ针尖和样品间相互作用示意图Ｆｉｇ．１．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｉｐａｎｄｓａｍｐｌｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒＳＴＭ，１．１．３扫描隧道显微镜工作模式扫描隧道显微镜有恒定高度和恒定电流两种工作模式。
恒定高度模式中针尖保持在一个恒定的水平面对样品进行扫描，隧道电流随着针尖扫描样品各点时样品的形貌高低起伏和周围表面电子特性的改变而变化。
通过对各扫描点隧道电流的记录和处理就能够得到样品的形貌图像。
恒定电流模式中扫描隧道显微镜利用反馈电路来保持隧道电流恒定，而记ＡＦＭ在膜科学中的应用及ＰｉｃｏＰｌｕｓＡＦＭ实验操作研究录下针尖在各个不同扫描点随压电陶瓷管的形状改变而产生的高度变化值，再经过数据处理得到样品的形貌图像。
两种工作模式的比较如图１．２所示。
Ｆｉｇ．１．２Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｓｔａｎｔ－ｈｅｉｇｈｔａｎｄｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅｆｏｒＳＴＭ．１玺Ｉ１．２ＳＴＭ恒定高度和恒定电流工作模式比较１．２光子扫描隧道显微镜（ＰＳｌＭ）简介嘲１．２．１光子扫描隧道显微镜发展历史１９９１年费雷尔【６】等申请到名称为“光子扫描隧道显微镜”的美国发明专利，它是在借鉴扫描隧道显微镜的基础上开发研制的，是一种特殊的近场扫描光学显微镜。
物理学发展史论文(4000+字)
物理学的发展史及心得体会物理学的发展史归根到底其实就是人类劳动文明的一部发展史，劳动创造了人本身，而劳动是从创造工具开始的人类从开始制作第一把石刀的时候，就认识到它锐利的刃部可以集中较大的压力。
工具的进一步发展和改进，导致简单机械的出现，由于运输举重物的需要，逐步出现了杠杆，滑轮、斜面等装置。
由于古代生产水平的低下，人们对自然规律的认识除了直接的生产经验积累外，就是靠对自然界的观察和在这些观察经验的基础上进行的天才的直觉的思辨的猜测。
在这个时期，静力学包括简单机械、杠杆原理、浮力定律等首先有所发展。
在光学方面积累了光的直进、折射、反射、小孔成象、凹凸面镜等方面的知识，古希腊的欧几里德等的著作中也已经认识到光的直线传播和反射定律，并且研究了光的折射现象。
关于静电和静磁现象，发现了摩擦起电磁石召铁，先发明了司南, 以后又制成了指南针。
声学由于音乐的发展和乐器的制造，积累了不少乐律共鸣方面的知识等等。
关于物质世界的结构和相互作用, 人们提出了诸如原子论、元气论、阴阳五行说、以太等天才的假说, 这对后来物理思想的发展, 产生了深远的影响。
总之, 这个时期的物理学处于萌芽时期, 还没有从自然哲学中分化出来。
观察思辫是这个时期研究的主要方法。
与这种物理学状况相适应,在自然科学家中占统治地位的自然观,是原始的唯物论和朴素的辩证法。
而物理学大体上可以分为两个时期，一个是十九世纪前人类对声光热电力的研究的经典物理学时期，另一个是十九世纪后直至现在的人类对光子量子类的研究的现代物理学时期。
经典物理学经历了一段漫长的时期，由于生产的推动,物理学开始以神奇的速度发展起来。
刚刚在封建社会内部诞生的资产阶级,为了促进生产力的发展, 在文艺复兴的旗帜下,向封建专制制度和宗教神权的统治发动了一场历史上空前规模的政治、经济革命和思想解放运动。
自然科学就在这场伟大的进步的变革中得到突飞猛进的发展。
在中世纪,物理学和其他科学一样,是神学的侍女和奴婶。
浅谈布儒斯特角及其光学应用
山东建筑大学理学院科技论文题目:布儒斯特角及其光学应用专业:应用物理学班级:姓名:学号:完成日期:摘要随着科学技术的日益发展,现今除了利用布儒斯特角获得线偏振光外与布儒斯特角相关的实验概念,如其计算和测量等等在生产生活、科学研究、高校教学等方面均有十分广泛的用途和非常突出的实用价值。
因此,深入研究布儒斯特角,进一步拓展布儒斯特定律的实际应用,是现代光学的一个非常有价值的研究方向。
本文首先对布儒斯特角的来源向读者做了简单介绍,指出布儒斯特做了大量实验,终于在1815年,他发现当反射光与折射光垂直时,反射光完全偏振。
然后对布儒斯特角、布儒斯特定律、布儒斯特窗、布儒斯特条纹、布儒斯特体视镜等相关概念做了叙述。
紧接着为了读者更能清楚的理解布儒斯特定律,我简单对光的偏振现象为大家做了阐述。
最后,因为布儒斯特定律在生活中的应用有很多,并且具有很强的实用价值和可操作性,所以我们在了解研究布儒斯特角时,要对其应用进行合理的分类,本文中,我们将其应用分为四大类,即布儒斯特角在生产生活中的应用、在科学研究中的应用、在高校教学中的应用以及其他应用。
对于每类应用,我们会举出相应的实例,并为大家解释其中的原理。
关键词:布儒斯特角;布儒斯特定律;布儒斯特窗;光的偏振1前言1.1 研究背景与研究意义光的干涉和衍射实验证明了光的波动性质。
而光的偏振现象(波的震动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于纵波的一个最明显的标志,只有横波才有偏振现象)表明光是横波而不是纵波,即其电矢量E和磁矢量H的振动方向都与传播速度v垂直。
对于光偏振现象的解释在光学发展史中有很重要的地位。
光的偏振性使人们对光是如何进行传播的问题有了更为深刻的了解,目前,偏振光在各个领域,如电子产品的生产制造、现实生活的现象解释、国防科技的研发、高校教学的科研项目等等,有着十分广泛的应用。
对光的偏振现象的研究实验与解释与对光的干涉、衍射现象的解释一样都属于波动光学的重要组成部分,在光学这门专业性很强的学科的发展的历史长河中有着举足轻重的重要地位。
光学虚化的原理及应用论文
光学虚化的原理及应用论文摘要本文对光学虚化的原理及应用进行了深入研究和探讨。
首先介绍了光学虚化的概念和基本原理，包括离焦、散焦和模糊等。
接着探讨了光学虚化在不同领域的应用，如图像处理、摄影艺术和医学诊断等。
最后总结了目前在光学虚化领域的研究热点和未来的发展方向。
1. 引言光学虚化，也称为光学模糊，是指图像中的物体边缘或细节因为焦平面以外的成像而产生模糊效果。
光学虚化在图像处理、摄影艺术和医学诊断等领域有着广泛的应用。
本文将深入探讨光学虚化的原理和应用，以期为相关研究提供参考和借鉴。
2. 光学虚化的基本原理光学虚化的基本原理涉及到光学系统中的成像过程和光线的传播规律。
以下是光学虚化的几种常见原理：•离焦：当物体与成像平面的距离超出镜头的成像距离时，会产生离焦现象，导致物体边缘模糊不清。
•散焦：散焦是指在成像平面上某一点形成的像并不是一个点，而是一个模糊的斑点。
这是由于光线经过光学系统时的散射和像散引起的。
•模糊：模糊是指图像中的某些细节因为物体的运动或者相机的晃动而产生的模糊效果。
3. 光学虚化的应用光学虚化在许多领域都有着重要的应用价值，以下是几个常见的应用场景：3.1 图像处理光学虚化在图像处理领域起到了重要的作用。
通过调整图像的虚化程度和范围，可以达到不同的效果，如增强图像的层次感、突出主体、模拟景深等。
在图像合成和特效制作中，光学虚化也被广泛应用。
3.2 摄影艺术在摄影艺术中，光学虚化可以创造出特殊的效果，增强照片的表现力和艺术感。
例如，在人像摄影中，背景虚化可以将主体突出，使照片更具立体感和艺术效果。
在风景摄影中，通过选择适当的光圈和焦距，可以营造出梦幻般的效果。
3.3 医学诊断在医学影像诊断中，光学虚化可以起到一定的辅助作用。
通过调整成像参数和光源的位置，可以改变影像的清晰度和焦深，对于医生进行病灶定位和诊断有着积极的意义。
4. 光学虚化的研究热点当前，光学虚化的研究主要集中在以下几个方面：•算法优化：通过改进光学模型和算法，提高光学虚化效果的真实感和逼真度。
投影显示照明光学的理论和实验研究(光学工程专业优秀论文)
（ａ）光线追迹法模拟反光碗出口出光强分布；／●＼｛（ｂ）反光碗出口中心剖面光强分布图图３－９反光碗出口出光强分布（一百万条光线）为简化计算，采用无偏心的复眼结构来考查复眼透镜行列数对系统均匀性影响。
如图３．１０所示，分别比较６行４列、８行６列、１０行８列、１２行１０列四种复眼透镜排布对照明均匀性的影响。
浙江人学博士论文ＳｙｍｅｔｒｙＳｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ图３一儿小复眼ｌ～６上的光强度分布（左图）；对称位置小复眼光强分布叠加的能量分布（右图）ＵｎｉｆｏｒｍＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ａ）６行４列光斑图ＯｎｉｆｏｍＤｉｓｔｒｉｂｌｌｔｉｏｎ（ｃ）１０行８列光斑图ＵｎｉｆｏｒｍＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ｂ）８行６列光斑图ｕｎｉｆｏｒｍＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（ｄ）１２行１０列光斑图图３．１２不同行列数的复眼排布对照明均匀性的影响（数值法）ｆａ）６行４列光斑图（ｃ）１０行８列光斑图嘞８行６列光斑图（ｄ）１２行ｌＯ列光斑图图３一１３不同行列数的复眼排布对照明均匀性的影响（光线追迹法）从图３．１２和３—１３上的光斑图中可以看到，当小复眼数量较少时，液晶板中心区域亮度偏高，这是反光碗后开口和复眼排布方式造成的。
图３．１３中所示的小复眼擢旅方式都是光轴穿过中心四块小复眼的顶角。
这种排布方式使得反光碗后开口阴影栽成像到液晶板的四个顶角。
因此，小透镜数目较少时，可以明显看出液晶板四周莲夔瘸，中心较亮。
图３．１４给出了三种复眼排布方式，它们小复眼的数目相近，但捧漆劣式不同，经过光线追迹软件模拟后的光斑照度如图３．１５所示。
图３．１４（ａ）的络构棵证了反光碗后开口造成的阴影能同时被４块小复眼分担，成像至液晶板四周茹医而最后结果较其他两种更为均匀。
而（ｂ）结构只有２块小复眼分担阴影，因此踊光碗后开口阴影只能成像于照明区域的左右侧。
（ｃ）结构只有一个小复眼在阴影串决，得不到其他小复眼的补偿，因此无法减弱反光碗后开口的阴影。
光学的波动原理及应用论文
光学的波动原理及应用1. 引言光学是研究光的传播和相互作用的科学领域。
在光学中，波动原理是一个重要的基础原理，它能够解释光的行为和现象。
本文将介绍光学中的波动原理及其应用。
2. 光的波动原理光的波动原理是指光的传播和干涉现象可以通过波动理论来解释。
根据波动理论，光可以被看作是电磁波，具有波长、频率和振幅等特性。
光的波动性可以解释很多现象，如光的干涉、衍射和折射等。
3. 光的干涉现象3.1 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是光的波动性的经典实验之一。
通过在一束单色光照射下，在一块屏上开两个细缝，可以观察到干涉条纹的现象。
这说明光是波动的，并且具有干涉性质。
3.2 薄膜干涉薄膜干涉是一种常见的光学现象，例如油膜的彩色条纹和肥皂泡的颜色。
在薄膜上反射和透射的光会发生干涉，从而产生明暗条纹和彩色效果。
这种现象可以解释为光的波动性导致的干涉效应。
4. 光的衍射现象光的衍射是指光通过障碍物或边缘时发生的偏折现象。
衍射实验证明了光的波动性。
例如，当一束光通过一个窄缝时，会发生弯曲和扩散，从而在屏幕上形成衍射图案。
这种现象可以用波动原理解释。
5. 光的折射现象光的折射是指光在介质界面上发生偏折的现象。
根据光的波动性，折射现象可以通过光的波长和介质的折射率来解释。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间存在一定关系。
这种现象在实际生活中有广泛的应用，例如眼镜的折射和棱镜的使用等。
6. 光学应用光学的波动原理及其应用在许多领域中起着关键作用。
以下是光学应用的一些示例： - 光纤通信：光纤通信是一种利用光的波动性传输信息的技术。
通过将信息转换为光的脉冲信号，可以在光纤中传输并远距离传送数据。
- 激光技术：激光是一种高度准直、单色性好的光束。
激光技术在医学、通信、制造业等领域有广泛的应用，例如激光手术、激光打印和激光切割等。
- 光学显微镜：光学显微镜利用光的波动性和成像原理观察微观结构和生物样品。
它在生物学、医学和材料科学等领域中起着重要作用。
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光学发展历史论文
《圣经》里说：要有光！于是有了光。大地有了一片光明，
人间充满无限欢腾。可是人们有一个极其困惑的问题——光
是什么？千百年来，无数学者哲人深深陷入这个问题苦苦思
索，这个问题的答案几乎囊括了人类史上最聪明的智慧。特
别是十七世纪后半叶至本世纪初，科学家们争论了长达三百
多年的时间，这场富有戏剧性学术大辩论，参与的人数之多，
时间之久，辩争之激烈，不但在光学发展史上是绝无仅有的，
即使在整个自然科学发展史上也是极为罕见的。
光学作为物理学的最早分支，与古老的力学一样，我国古人
对光学的认识和研究都走在了世界的前列。我国的光学的起
源可以追溯到二、三千年前。战国时代哲学家墨翟所著《墨
经》中，有关于小孔成像现象、平面镜、凸面镜、凹面镜等
等的叙述。战国时代哲学家淮南子发明了用以取火的器皿
“阳燧”。宋时期沈括（1031——1095）的名著《梦溪笔谈》
中记载了关于凸面镜的成像，以及关于日食、月食的起因和
预报。
比墨经大约迟一百多年，在希腊数学家欧几里德(Euclid，
公元前330~275年)所著的《光学》一书中，研究了平面镜成
象问题，指出反射角等于入射角的反射定律，同时提出了将
光当作类似触须的投射学说。其他希腊哲学家如毕达哥拉
斯、德漠克利持、思培多克勒、柏拉图、亚里士多德等也发
表了有关光学方面的的理论。
罗马帝国的灭亡(公元475年)大体上标志着黑暗时代的开
始，在此之后，欧洲在很长一段时间里科学发展缓慢，光学
亦是如此。 许多人都认为罗杰尔 培根是第一个近代意义上
的科学家。他似乎已经有了用透镜来改正视觉的想法，并且
甚至暗示过把透镜组合起来构成一具望远镜的可能性。培根
对光线穿过透镜的方式也有一些了解。
十七世纪可以称为光学发展史上的转折点。
荷兰的李普塞在1608年发明了第一架望远镜．开普勒于
1611年发表了他的著作《折光学》，提出照度定律，还设计
了几种新型的望远镜，他还发现当光以小角度入射到界面
时，入射角和折射角近似地成正比关系。折射定律的精确公
式则是斯涅耳和笛卡儿提出的。1621年斯涅耳在他的一篇文
章中指出，入射角的余割和折射角的余割之比是常数，而笛
卡儿约在1630年在《折光学》中给出了用正弦函数表述的折
射定律。接着费马在1657年首先指出光在介质中传播时所走
路程取极值的原理，并根据这个原理推出光的反射定律和折
射定律。综上所述，到十七世纪中叶，基本上已经奠定了几
何光学的基础。
关于光的本性的概念，是以光的直线传播观念为基础
的，但从十七世纪开始，就发现有与光的直线传播不完全符
合的事实。意大利人格里马第首先观察到光的衍射现象，接
着，胡克也观察到衍射现象，并且和波意耳独立地研究了薄
膜所产生的彩色干涉条纹，这些都是光的波动理论的萌芽。
十七世纪下半叶，牛顿和惠更斯等把光的研究引向进一
步岁展的道路。1672年牛顿完成了著名的三棱镜色散试验，
并发现了牛顿圈（但最早发现牛顿圈的却是胡克）。在发现
这些现象的同时，牛顿于公元1704年出版的《光学，提出了
光是微粒流的理论，他认为这些微粒从光源飞出来。在真空
或均匀物质内由于惯性而作匀速直线运动，并以此观点解释
光的反射和折射定律。然而在解释牛顿圈时，却遇到了困难。
同时，这种微粒流的假设也难以说明光在绕过障碍物之后所
发生的衍射现象。
惠更斯反对光的微粒说，1678年他在《论光》一书中从
声和光的某些现象的相似性出发，认为光是在“以太”中传
播的波．所谓“以太”则是一种假想的弹性媒质，充满于整
个宇宙空间，光的传播取决于“以太”的弹性和密度．运用
他的波动理论中的次波原理，惠更斯不仅成功地解释了反射
和折射定律，还解释了方解石的双折射现象．但惠更斯没有
把波动过程的特性给予足够的说明，他没有指出光现象的周
期性，他没有提到波长的概念．他的次波包络面成为新的波
面的理论，没有考虑到它们是由波动按一定的位相叠加造成
的．归根到底仍旧摆脱不了几何光学的观念，因此不能由此
说明光的干涉和衍射等有关光的波动本性的现象．与此相
反，坚持微粒说的牛顿却从他发现的牛顿圈的现象中确定光
是周期性的．
综上所述，这一时期中，在以牛顿为代表的微粒说占统
治地位的同时，由于相继发现了干涉、衍射和偏振等光的被
动现象，以惠更斯为代表的波动说也初步提出来了，因而这
个时期也可以说是几何光学向波动光学过渡的时期，是人们
对光的认识逐步深化的时期．
光的理论在十八世纪实际上没有什么进展．大多数科学
家采纳了光的微粒学说。
1801年杨氏最先用干涉原理令人满意地解释了白光照
射下薄膜颜色的由来和用双缝显示了光的干涉现象，并第一
次成功地测定了光的波长。1815年菲涅耳用杨氏干涉原理补
充了惠更斯原理，形成了人们所熟知的惠更斯—菲涅耳原
理．运用这个原理不仅圆满地解释光在均匀的各向同性介质
中的直线传播而且还能解释光通过障碍物时所发生的衍射
现象，因此它成为波动光学的一个重要原理。
1808年马吕发现光在两种介质表面上反射时的偏振现
象，随后菲涅耳和阿喇果对光的偏振现象和偏振光的干涉进
行了研究。为了解释这些现象，杨氏在1817年提出了光波和
弦中传播的波相仿的假设，认为它是一种横波．菲涅耳进一
步完善了这一观点并导出了菲涅耳公式．至此，光的弹性波
动理论既能说明光的直线传播也能解释光的干涉和衍射现
象并且横波的假设又可解释光的偏振现象．看来似乎十分圆
满了，但这时仍把光的波动看作是“绝对以太”中的机械弹
性波动，至于“绝对以太”究竟是怎样的物质，尽管人们赋
予它许多附加的性质，仍难自圆其说。这样，光的弹性波理
论存在的问题也就暴露出来了。
1845年法拉第发现了光的振动面在强磁场中的旋转，揭
示了光学现象和电磁现象的内在联系，1856年韦伯做的电学
实验结果，发现电荷的电磁单位和静电单位的比值等于光在
真空中的传播速度即300000000米／秒．从这些发现中，人
们得到了启示，即在研究光学现象时，必须和其它物理现象
联系起来考虑。
麦克斯韦在1865年的理论研究中指出，电场和磁场的改
变不会局限在空间的某一部分，而是以数值等于电荷的电磁
单位与静电单位的比值的速度传播的，即电磁波以光速传
播，这说明光是一种电磁现象。这个理论在1888年被赫兹的
实验所证实。他直接从频率和波长来测定电磁波的传播速
度，发现它恰好等于光速，至此就确立了光的电磁理论基础，
尽管关于以太问题，要在相对论出现以后才得到完全解决。
光的电磁理论在整个物理学的发展中起着很重要的作
用，光和电磁现象的一致性使人们在认识光的本性方面又前
进了一大步。
十九世纪末、甘世纪初是物理学发生伟大革命的时代。
从牛顿力学到麦克斯韦的电磁理论，经典物理学形成一套严
整的理论体系。 光学的研究深入到光的发生、光和物质相
互作用的微观机构中．光的电磁理论的主要困难是不能解释
光和物质相互作用的某些现象，例如炽热黑体辐射中能量随
波长分布的问题，特别是1887年赫兹发现的光电效应，1900
年普朗克提出了量子假说，认为各种频率的电磁波，只能象
微粒似地以一定最小份的能量发生，成功地解释了黑体辐射
问题，开始了量子光学时期，1905年爱因斯坦发展了普朗克
的能量子假说，把量子论贯穿到整个辐射和吸收过程中，提
出了杰出的光量子理论圆满解释了光电效应，并为后来的许
多实验例如康普顿效应所证实．
至此人们一方面从光的干涉、衍射和偏振等光学现象证
实了光的波动性；另一方面从黑体辐射、光电效应和康普顿
效应等又证实了光的量子性——粒子性．l924年德布罗意创
立了物质波学说．他设想每一物质的粒子都和一定的波相联
系，这一假设在1927年为戴维孙和革末的电子束衍射实验所
证实．1925年玻恩所提出的波粒二象性的几率解释建立了波
动性和微粒性之间的联系。
从二十世纪六十年代起，随着新技术的出现，新的理论
也不断发展，已逐步形成了许多新的分支学科或边渊学科，
光学的应用十分广泛。几何光学本来就是为设计各种光学仪
器而发展起来的专门学科，随着科学技术的进步，物理光学
也越来越显示出它的威力，例如光的干涉目前仍是精密测量
中无可替代的手段，衍射光栅则是重要的分光仪器，光谱在
人类认识物质的微观结构(如原子结构、分子结构等)方面曾
起了关键性的作用，人们把数学、信息论与光的衍射结合起
来，发展起一门新的学科——傅里叶光学，把它应用到信息
处理、像质评价、光学计算等技术中去。特别是激光的发明，
可以说是光学发展史上的一个革命性的里程碑，由于激光具
有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能，自从
它问世以来，很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测
距、全息检测、医疗、农业等极为广泛的技术领域，取得了
优异的成绩。此外，激光还为同位素分离、储化，信息处理、
受控核聚变、以及军事上的应用，展现了光辉的前景。