經(jīng)典光學(xué)的建立課件

第四章經(jīng)典光學(xué)4.1歷史概述4.2早期的光學(xué)研究(略)4.3折射定律的建立4.4光學(xué)儀器的研制4.5牛頓對(duì)光的色散的研究4.6光的波動(dòng)說和微粒說的論爭(zhēng)4.7光速的測(cè)定4.8光譜的研究(略)41光學(xué)的歷史概述光學(xué)的發(fā)展,大體可分為五個(gè)時(shí)期1萌芽時(shí)期:春秋戰(zhàn)國時(shí)期—1600年2.幾何光學(xué)時(shí)期:1718世紀(jì)3波動(dòng)光學(xué)時(shí)期:181905年4量子光學(xué)時(shí)期:19世紀(jì)末20世紀(jì)中葉(半經(jīng)典理論、全量子理論)5現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期:20世紀(jì)50年代以來(傅里葉光學(xué)、光全息、導(dǎo)波光學(xué))4.2早期光學(xué)(略)《墨經(jīng)》光學(xué)八條,公元前四百多年亞里士多德,古希臘,公元前兩百多年第四章經(jīng)典光學(xué)4.1歷史概述4.2早期的光學(xué)研究(略)4.3折射定律的建立4.4光學(xué)儀器的研制4.5牛頓對(duì)光的色散的研究4.6光的波動(dòng)說和微粒說的論爭(zhēng)4.7光速的測(cè)定4.8光譜的研究(略)4.3折射定律的建立1開普勒的工作:1611年寫了《折光學(xué)》,記載了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是比較入射角和折射角:如圖,日光LMN斜射到器壁DBC上,B邊沿的影子投射到底座于;另一部分從D進(jìn)一玻璃立方體ADBE吶內(nèi),陰影的邊沿形成于I根據(jù)屏高B和兩陰影的長度E和BG,就可算出立方體的入射角和出射角之比。Zmmm差第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是:用一個(gè)圓柱型玻璃,令光線沿S和S2入射通過圓柱中心的光線S方向不變,和圓柱邊沿相切的光線S2偏折最大,并發(fā)現(xiàn)最大偏折角約為420S全反射的發(fā)現(xiàn):開普勒雖然沒有找到正確的折射定律表達(dá)式,但通過這些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了全反射。他是這樣思考的:令A(yù)為玻璃與空氣的分界面,如圖。光線從空氣進(jìn)入玻璃發(fā)生折射,由于最大偏折角為420,所以進(jìn)入玻璃的光線將構(gòu)成一個(gè)夾角為420×2=84的錐形MOM空氣若有一束光□從玻璃射向空氣,當(dāng)入射角大于420時(shí),則到達(dá)O點(diǎn)后,將既不能進(jìn)A入空氣,也不能進(jìn)入MO錐形區(qū)域,必定反射為∑玻璃一一-一,冷開普勒的論證方法很巧妙,他利用光的可逆性,從反面倒推得出結(jié)論。這是科學(xué)論證中常用的一種很有說服力的方法2斯涅耳sne1591-1626)的工作:折射定律的正確表述是荷蘭的斯涅耳在1621年從實(shí)驗(yàn)得到的斯涅耳1621年他從實(shí)驗(yàn)得到準(zhǔn)確的折射定律A/sin8cscB常數(shù)