PDF《-1-光学》

8 条论述了几何光 学知识(见钱临照《释墨经中之光学、力学诸条》,最初发表于1940年的《李 石曾先生六十岁寿辰纪念论文集》 ,后又发表于《科学通报》 ,2 卷8期,1951) . 阐述了影、小孔成像、平面镜、凹面镜、凸面镜成像,还说明了焦距和物体成像 的关系.但由于年代久远,散佚严重,真讹难辨. 《光学》或译作《反射光学》 ,前3~2 世纪,古希腊 Euclid(约公元前 330~ 275)著,已指出光在平面上反射时,入射角等于反射角.其后研究了光的折射等 成像规律,并制成了一些光学器件. 几何光学的最初发展就是源于天文学和解剖学的需要.因为光学仪器在天文 学和解剖学的研究中有着重要作用,在人们不断研究、制造光学仪器的过程中, 几何光学形成了. 阿拉伯学者阿勒・哈增(965~1038)在视觉生理学方面进行过深入的研究. 他认为, 视觉是在玻璃体中得到. 网膜 角膜 、 玻璃状体 、 前房液 等术语都是阿勒・哈增的发明.阿勒・哈增从希腊人那里学到了反射角的定律, 并对光在球面和其它曲面镜上的反射作了进一步的研究,他指出,入射线、反射 线以及法线都位于同一平面上.1572 年,阿勒・哈增的光学专著《光学全书》被 译成拉丁文出版. 十七世纪初,德国天文学家开普勒由于革新天文望远镜的实际需要对几何光 学进行了研究.1604 年他发表了一篇论文,对光的反射现象、光的折射现象及视 觉现象作了初步的理论解释.1611 年,他又出版了一部光学著作,其中记载了他 的两个重要试验,对几何光学作了进一步的理论探讨,提出了焦点、光轴等几何 光学概念,发现了全反射. 继开普勒之后,荷兰物理学家和数学家斯涅尔(Snell)对几何光学做出了系 统的、数学的分析.斯涅尔通过实验与几何分析,发现了光的反射定律和光的折 射定律.但斯涅尔在世时并没有发表这一成果.1626 年,他的遗稿被惠更斯读到 后才正式发表.折射定律的确立,促进了几何光学的迅速发展. 在这一时期,笛卡儿等人也对光的反射、折射和色散等现象进行了研究,并 提出了自己的观点.

1661 年,法国的费马把数学家赫里贡提出的数学方法用于折射问题,推出了 折射定律,于是费马根据光的传播、反射和折射定律,提出了著名的费马原理: 光沿着所需时间为极值的路径传播. 牛顿(Newton)受到笛卡儿等人的著作的启示,在1672 年成功地进行了分 光实验,一束白光经三棱镜折射后,不同颜色的光沿不同角度出射,形成彩色光 崔宏滨 李永平 光学 引言 带. 十七世纪,几何光学初步形成并得到了蓬勃的发展. 随着几何光学的发展,光的本质问题成了研究和争论的焦点.

1704 年Newton 在其《光学》一书中提出微粒说,认为光是由一个个粒子组 成的,每个粒子可看做一个质点,遵守质点运动的规律,提出了完整的微粒说理 论,并得到牛顿派二百多年的支持. 格里马第是光的波动说的提出者, 波义耳和胡克是他的支持者;

惠更斯继承 并完善了胡克的观点.Huygens 在1678 年所出版的《论光》中完整地阐述了波动 说.认为光以波的形式存在和传播,遵循波动的规律.1809 年,马吕斯在实验中 发现了光的偏振现象.1811 年,布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振 现象的经验定律. 另外在光的波粒之争中,光速的测定曾给他们提供重要的依据.在相当长的 时期内,许多人进行了测量光速的试验,事件排列如下: