光学的发展与应用
光学发展;
1.从公元前468年到公元前376年,翟墨和他的弟子们在莫箐记录了光的线性传播、阴影形成、光反射、平面镜和球面镜成像等现象,这是世界上最早的光学著作。
2.1849年,法国物理学家斐索首次测量了地面上的光速。后来,许多科学家采用了更精确的方法来测量光速,如迈克尔逊的旋转棱镜法。(注意它的测量方法)
3.1621荷兰数学家斯内尔发现了入射角和折射角之间的定律——折射定律。
4.关于光的本质:两种理论在17世纪明确形成:一种是牛顿的粒子理论,认为光是由光源发出的物质粒子;另一个是荷兰物理学家惠更斯提出的波动理论,他认为光是在空间传播的波。这两种理论都不能解释当时观察到的所有光现象。
1801年,英国物理学家托马斯?杨成功地观察到了光的干扰
1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到泊松亮点,一种圆形光板衍射。
1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是电磁波,这在1887年被赫兹证实。
1895年,德国物理学家伦琴发现了x光(伦琴射线),并为他妻子的手拍下了世界上第一张x光人体照片。
1900年,德国物理学家普朗克提出电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一个接一个地解释物体的热辐射规律,从而将物理学带入了量子世界。受此启发,爱因斯坦于1905年提出光子理论,成功地解释了光电效应定律。(量子力学的解释在第3卷P56中)
1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨-康普顿效应中电子对X射线的散射时,证实了光的粒子性质。(这表明动量守恒定律和能量守恒定律都适用于微观粒子)
光具有波粒二象性。光是电磁波、概率波和横波(光的偏振表明光是横波)。
在光的电磁理论中,应注意电磁光谱(第三卷P31)和原子光谱(第三卷P50,涉及光谱分析)
5.1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预测了氢原子的电磁光谱,为量子力学的发展奠定了基础。(澄清其局限性)
6.1924年,法国物理学家德布罗意大胆预测,物理粒子在一定条件下会表现出波动性。1927年,美国和英国的物理学家获得了电子束在金属晶体上的衍射图样。与光学显微镜相比,电子显微镜对衍射现象的影响小得多,大大提高了分辨能力,而质子显微镜具有更高的分辨本能。(第三卷P54)
生活应用;
1.汽车旁的后视镜和十字路口的后视镜都是凸面镜,可以扩大视野
2.当汽车在夜间行驶时,车内的灯通常不亮,这可能会妨碍车内乘客在驾驶员前方的挡风玻璃上成像,并干扰驾驶员的正确判断。
3.汽车前面的挡风玻璃通常是不垂直的(除了高底盘汽车)。这是因为挡风玻璃相当于一面平面镜。汽车里的物体很容易通过它在司机面前成像,这影响了司机的判断。
4.汽车尾灯灯罩:角反射器可逆转入射光,确保后面车辆的安全。
5.汽车前灯:凹面镜反射原理,近距灯丝在焦点附近,远距灯丝在焦点上。