光學(xué)發(fā)展史

1、光學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史光學(xué)是物理學(xué)中最古老的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，又是當(dāng)前科學(xué)研究中最活躍的學(xué)科之一。隨著人類(lèi)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)不斷深入，光學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾何光學(xué)時(shí)期、波動(dòng)光學(xué)時(shí)期、量子光學(xué)時(shí)期、現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期等5個(gè)時(shí)期。目錄1簡(jiǎn)介2萌芽時(shí)期3幾何光學(xué)時(shí)期4波動(dòng)光學(xué)時(shí)期5量子光學(xué)時(shí)期6現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期1簡(jiǎn)介光學(xué)既是物理學(xué)中最古老的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科，又是當(dāng)前科學(xué)研究中最活躍的前沿陣地，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的前途。光學(xué)的發(fā)展過(guò)程是人類(lèi)認(rèn)識(shí)客觀世界的進(jìn)程中一個(gè)重要的

2、組成部分，是不斷揭露矛盾、克服矛盾，從不完全和不確切的認(rèn)識(shí)逐步走向較完善和較確切認(rèn)識(shí)的過(guò)光的直線(xiàn)傳播程。它的不少規(guī)律和理論是直接從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的，有相當(dāng)多的發(fā)現(xiàn)來(lái)自長(zhǎng)期的系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此，生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是光學(xué)發(fā)展的源泉。光學(xué)的發(fā)展為生產(chǎn)技顏色問(wèn)題，在中國(guó)古代很少?gòu)目茖W(xué)角度加以探索，而著重于文化禮節(jié)和應(yīng)用。早在石器時(shí)代的彩陶就已有多種顏色工藝?！对?shī)經(jīng)》里就出現(xiàn)了數(shù)十種不同顏色的記載。周代把顏色分為“正色”和“間色”兩類(lèi)，其中

3、“正色”是指“青、赤、黃、白、黑五色”?！伴g色”則由不同的“正色”以不同的比例混合而成。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《孫子兵法勢(shì)篇》更指出：“色不過(guò)五，五色之變不可勝觀也”。可見(jiàn)這“正色”和“間色”的說(shuō)法，與現(xiàn)代光學(xué)中的“三原色”理論很類(lèi)似，但缺乏實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。清初博明對(duì)顏色提出”五色相宣之理，以相反而相成。如白之與黑，朱之與綠，黃之與藍(lán)，乃天地間自然之對(duì)，待深則俱深，淺則俱淺。相雜而間，色生矣”(《西齋偶得三種》)。這里孕育了互補(bǔ)色的初步概念，雖未形成一定的

4、顏色理論，但從半經(jīng)驗(yàn)半思辨的角度看也實(shí)在是難能可貴的。3、光的反射和鏡的利用中國(guó)古代由于金屬冶煉技術(shù)的發(fā)展，銅鏡在公元前2000年夏初的齊家文化時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)。后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展，古鏡制作技術(shù)逐漸提高，應(yīng)用范圍逐擴(kuò)大，種類(lèi)也逐漸增多，出現(xiàn)了各種平面鏡、凹面鏡和凸面鏡，甚至還制造出被國(guó)外稱(chēng)為魔鏡的“透光鏡”。1956～1957年河南陜縣上村嶺1052號(hào)虢國(guó)墓出土過(guò)春秋早期的一面陽(yáng)燧(凹面鏡)，它直徑7.5厘米，凹面呈銀白色，打磨十分光潔，背

5、面中心還有一高鼻紐以便攜帶，周?chē)腔ⅰⅧB(niǎo)花紋，圖1是它的鏡背及剖面圖。鏡的利用為光的反射的研究創(chuàng)造了良好的條件，使中國(guó)古代對(duì)光的反射現(xiàn)象和成像規(guī)律有較早的認(rèn)識(shí)。這方面的記載也較多。關(guān)于平面鏡反射成像，《墨經(jīng)》中記載：“景迎日，說(shuō)在轉(zhuǎn)”。說(shuō)明人像投在迎向太陽(yáng)的一邊，是因?yàn)槿展饨?jīng)過(guò)鏡子的反射而轉(zhuǎn)變了方向。這是對(duì)光的反射現(xiàn)象的一種客觀描寫(xiě)。關(guān)于平面鏡組合成像，《莊子天下篇》中記載：“鑒以鑒影，而鑒以有影，兩鑒相鑒重影無(wú)窮”。生動(dòng)地描寫(xiě)了光線(xiàn)在

6、兩鏡之間彼此往復(fù)反射，形成許許多多像的情景?！痘茨先f(wàn)畢術(shù)》記載：“取大鏡高懸，置水盆于其下，則見(jiàn)四鄰矣”。其原理和現(xiàn)代的潛望鏡很類(lèi)似。對(duì)凸面鏡成像的規(guī)律，在《墨經(jīng)》中有所敘述：“鑒團(tuán)，景一，說(shuō)在刑之大”。經(jīng)說(shuō)中進(jìn)一步解釋說(shuō)：“鑒，鑒者近，則所鑒大，景亦大，其遠(yuǎn)，所鑒小，景亦小，而必正”。它說(shuō)明了凸面鏡只成一種像，物體總成一種縮小而正立的像，對(duì)凸面鏡成像規(guī)律作了細(xì)致描寫(xiě)。關(guān)于凹面鏡，《墨經(jīng)》記載：“鑒洼，景一小而易，一大而正，說(shuō)在中之外、