光學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史論文-1110151205趙君(文件)
【正文】 56年，韋伯發(fā)現(xiàn)光在真空中的速度等于電流強(qiáng)度的電磁單位與靜電單位的比值。 然而，這樣的理論還不能說(shuō)明能產(chǎn)生象光這樣高的頻率的電振子的性質(zhì)，也不能解釋光的色散現(xiàn)象。“黑體輻射”的能量按波長(zhǎng)分布的問(wèn)題，及1887年赫茲發(fā)現(xiàn)的光電效應(yīng)，用光的電磁理論不能得出正確的結(jié)論。 但是光的電磁論在整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展中起著很重要的作用，它指出光惡化電磁現(xiàn)象的一致性，并且證明了各種自然現(xiàn)象之間存在這相互聯(lián)系這一辯證唯物論的基本原理，使人們?cè)谡J(rèn)識(shí)光的本性方面向前邁進(jìn)了一大步。從牛頓力學(xué)到麥克斯韋的電磁理論，經(jīng)典物理學(xué)形成一套嚴(yán)整的理論體系。量子論不僅很自然地解釋了灼熱體輻射能量按波長(zhǎng)分布的規(guī)律，而且以全新的方式提出了光與物質(zhì)相互作用的整個(gè)問(wèn)題。 1905年9月，德國(guó)《物理學(xué)年鑒》發(fā)表了愛因斯坦的“關(guān)于運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的電動(dòng)力學(xué)”一文。這樣，在20世紀(jì)初，一方面從光的干涉、衍射、偏振以及運(yùn)動(dòng)物體的光學(xué)現(xiàn)象確證了光是電磁波；而另一方面又從熱輻射、光電效應(yīng)、光壓以及光的化學(xué)作用等無(wú)可懷疑地證明了光的量子性——微粒性。幾何光學(xué)本來(lái)就是為設(shè)計(jì)各種光學(xué)儀器而發(fā)展起來(lái)的專門學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，物理光學(xué)也越來(lái)越顯示出它的威力，例如光的干涉目前仍是精密測(cè)量中無(wú)可替代的手段，衍射光柵則是重要的分光儀器，光譜在人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)(如原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)等)方面曾起了關(guān)鍵性的作用，人們把數(shù)學(xué)、信息論與光的衍射結(jié)合起來(lái)，發(fā)展起一門新的學(xué)科——傅里葉光學(xué)，把它應(yīng)用到信息處理、像質(zhì)評(píng)價(jià)、光學(xué)計(jì)算等技術(shù)中去。 愛因斯坦研究輻射時(shí)指出，在一定條件下，如果能使受激輻射繼續(xù)去激發(fā)其他粒子，造成連鎖反應(yīng)，雪崩似地獲得放大效果，最后就可得到單色性極強(qiáng)的輻射，即激光。這一分支最早可追溯到1873年阿貝提出的顯微鏡成像理論，和1906年波特為之完成的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；1935年澤爾尼克提出位相反襯觀察法，并依此由蔡司工廠制成相襯顯微鏡，為此他獲得了1953年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；1948年伽柏提出的現(xiàn)代全息照相術(shù)的前身——波陣面再現(xiàn)原理，為此，伽柏獲得了1971年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 在現(xiàn)代光學(xué)本身，由強(qiáng)激光產(chǎn)生的非線性光學(xué)現(xiàn)象正為越來(lái)越多的人們所注意。 。它為凝聚態(tài)物理學(xué)、分子生物學(xué)和化學(xué)的動(dòng)態(tài)過(guò)程的研究提供了前所未有的技術(shù)。再加上由于激光所提供的相干光和由利思及阿帕特內(nèi)克斯改進(jìn)了的全息術(shù)，形成了一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域——光學(xué)信息處理。由于激光具有極好的單色性、高亮度和良好的方向性，所以自1958年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，得到了迅速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，引起了科學(xué)技術(shù)的重大變化。此外，激光還為同位素分離、儲(chǔ)化，信息處理、受控核聚變、以及軍事上的應(yīng)用，展現(xiàn)了光輝的前景 20世紀(jì)中葉，特別是激光問(wèn)世以后，光學(xué)開始進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，以致于成為現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿的重要組成部分。為了徹底認(rèn)清光的本性，還要不斷探索，不斷前進(jìn)。 1924年德布羅意創(chuàng)立了物質(zhì)波學(xué)說(shuō)．他設(shè)想每一物質(zhì)的粒子都和一定的波相聯(lián)系，這一假設(shè)在1927年為戴維孫和革末的電子束衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)．事實(shí)上，不僅光具有波動(dòng)性和微粒性，也就是所謂波粒二象性，而且一切習(xí)慣概念上的實(shí)物粒子同樣具有這種二重性．也就是說(shuō)這是微觀物質(zhì)所共有的屬性。 1905年，愛因斯坦運(yùn)用量子論解釋了光電效應(yīng)。1900年普朗克提出了量子假說(shuō)，從物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)理論中借用不連續(xù)性的概念，提出了輻射的量子論。1849年斐索（，18191896）運(yùn)用了旋轉(zhuǎn)齒輪的方法及1862年傅科（，18191868）使用旋轉(zhuǎn)鏡法測(cè)定了光在各種不同介質(zhì)中的傳播速度。而事實(shí)上，1876～1887年間，美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷進(jìn)行了搜索“以太風(fēng)”的實(shí)驗(yàn)，但他們的實(shí)驗(yàn)得到了“負(fù)結(jié)果”，即沒有發(fā)現(xiàn)“以太風(fēng)”的存
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