光學(xué)發(fā)展簡史論文-1110151205趙君-資料下載頁
2025-08-04 14:12本頁面
【正文】 象性的幾率解釋建立了波動性和微粒性之間的聯(lián)系。這樣，在20世紀初，一方面從光的干涉、衍射、偏振以及運動物體的光學(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)作用等無可懷疑地證明了光的量子性——微粒性。光和一切微觀粒子斗具有玻璃二象性，這個認識促進了原子核和粒子研究的發(fā)展，也推動人們?nèi)ミM一步探索光和物質(zhì)的本質(zhì)，包括實物和場的本質(zhì)問題。為了徹底認清光的本性，還要不斷探索，不斷前進。從二十世紀六十年代起，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，新的理論也不斷發(fā)展，已逐步形成了許多新的分支學(xué)科或邊淵學(xué)科，光學(xué)的應(yīng)用十分廣泛。幾何光學(xué)本來就是為設(shè)計各種光學(xué)儀器而發(fā)展起來的專門學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，物理光學(xué)也越來越顯示出它的威力，例如光的干涉目前仍是精密測量中無可替代的手段，衍射光柵則是重要的分光儀器，光譜在人類認識物質(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，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)評價、光學(xué)計算等技術(shù)中去。特別是激光的發(fā)明，可以說是光學(xué)發(fā)展史上的一個革命性的里程碑，由于激光具有強度大、單色性好、方向性強等一系列獨特的性能，自從它問世以來，很快被運用到材料加工、精密測量、通訊、測距、全息檢測、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等極為廣泛的技術(shù)領(lǐng)域，取得了優(yōu)異的成績。此外，激光還為同位素分離、儲化，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世紀中葉，特別是激光問世以后，光學(xué)開始進入了一個新的時期，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。其中最重要的成就，就是發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦于1916年預(yù)言過的原子和分子的受激輻射，并且創(chuàng)造了許多具體的產(chǎn)生受激輻射的技術(shù)。 愛因斯坦研究輻射時指出，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的輻射，即激光。1960年，梅曼用紅寶石制成第一臺可見光的激光器；同年制成氦氖激光器；1962年產(chǎn)生了半導(dǎo)體激光器；1963年產(chǎn)生了可調(diào)諧染料激光器。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，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。 光學(xué)的另一個重要的分支是由成像光學(xué)、全息術(shù)和光學(xué)信息處理組成的。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驗驗證；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；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。 自20世紀50年代以來，人們開始把數(shù)學(xué)、電子技術(shù)和通信理論與光學(xué)結(jié)合起來，給光學(xué)引入了頻譜、空間濾波、載波、線性變換及相關(guān)運算等概念，更新了經(jīng)典成像光學(xué)，形成了所謂“博里葉光學(xué)”。再加上由于激光所提供的相干光和由利思及阿帕特內(nèi)克斯改進了的全息術(shù)，形成了一個新的學(xué)科領(lǐng)域——光學(xué)信息處理。光纖通信就是依據(jù)這方面理論的重要成就，它為信息傳輸和處理提供了嶄新的技術(shù)。 在現(xiàn)代光學(xué)本身，由強激光產(chǎn)生的非線性光學(xué)現(xiàn)象正為越來越多的人們所注意。激光光譜學(xué)，包括激光喇曼光譜學(xué)、高分辨率光譜和皮秒超短脈沖，以及可調(diào)諧激光技術(shù)的出現(xiàn)，已使傳統(tǒng)的光譜學(xué)發(fā)生了很大的變化，成為深入研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、運動規(guī)律及能量轉(zhuǎn)換機制的重要手段。它為凝聚態(tài)物理學(xué)、分子生物學(xué)和化學(xué)的動態(tài)過程的研究提供了前所未有的技術(shù)。 總之，現(xiàn)代光學(xué)和其他學(xué)科和技術(shù)的結(jié)合，在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮這日益重大的作用和影響，正在成為人們認識自然、改造自然以及提高勞動生產(chǎn)率的越來越強有力的武器。
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