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光學概述

发布时间:2019-06-07 00:18:27

  是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。

  光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。

  光學的起源在西方很早就有光學知識的記載,歐幾里得(Euclid,公元前約330~260)的 反射光學 (Catoptrica)研究了光的反射;阿拉伯學者阿勒 哈增(AI-Hazen,965~1038)寫過一部 光學全書 ,討論了許多光學的現象。

  光学真正形成一门科学,应该从建立反射定律和折射定律的时代算起,这两个定律奠定了几何光学的基础。17世纪,望辽镜和显微镜的应用大大促进了几何光学的发展。

  光的本性也是光学研究的重要课题。微粒说把光看成是由微粒组成,认为这些微粒按力学规律沿直线飞行,因此光具有直线传播的性质。19世纪以前,微粒说比较盛行。但是,随着光学研究的深入,人们发现了许多不能用直进性解释的现象,例如乾涉、绕射等,用光的波动性就很容易解释。於是光学的波动说又占了上风。两种学说的争论构成了光学发展史上的一根红线。

  狭义来说,光学是关于光和视见的科学,optics(光学)这个词,早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今天,常说的光学是广义的,是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到 X射线的宽广波段范围内的,关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示,以及跟物质相互作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分,也是与其他应用技术紧密相关的学科。

  光学是一门有悠久历史的学科,它的发展史可追溯到2000多年前。

  人类对光的研究,初主要是试图回答 人怎么能看见周围的物体? 之类问题。约在公元前400多年(先秦的代),中国的《墨经》中记录了世界上早的光学知识。它有八条关于光学的记载,叙述影的定义和生成,光的直线传播性和针 孔成像,并且以严谨的文字讨论了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。

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