毕业论文

打赏
当前位置: 毕业论文 > 物理论文 >

物理光学在生活中的发展应用(3)

时间:2023-11-04 17:22来源:毕业论文
1818年,菲涅尔研究了:在地球的运动时,对光波传播影响的问题,这就是来自星源的光和地球上的光究竟有什么不同。阿拉果通过实验验证,它们其实并

 1818年,菲涅尔研究了:在地球的运动时,对光波传播影响的问题,这就是来自星源的光和地球上的光究竟有什么不同。阿拉果通过实验验证,它们其实并没有什么不同。菲涅尔通过这些发现,发展了他的以太波物质部分漂移理论。关于偏振光的干涉,他也与阿拉果一起研究了相关现象,并且在1816年,发现偏振方向相互垂直的两条光线从不干涉这一事实。这个事实,与光被认为理所当然是纵波的假设相互矛盾。托马斯·杨从阿拉果那里听说了这个发现,并且通过研究在1817年找到了解决问题的方法:通过假设振动是横向的,就可以解决问题。菲涅尔由此理解到这个假设的意义,他尝试给这个假设设置一个比较可靠的动力学基础,他也通过这个假设得到了许多结论。1821年,菲涅尔首先指出了色散的起因,他认为这要考虑物质的分子结构,他还从以太振动机构的动力学模型,推导出了反射光线、折射光线的强度以及偏振服从的定律,也就是今天我们所说的菲涅尔公式。

 十九世纪中期,法拉第发现了在强磁场中,光的振动面在其中旋转。这个发现揭示了光和电磁两种内在现象存在联系。在之后不久,科尔劳斯和韦伯通过实验得到光在真空中传播速度等于电荷的电磁单位和静电单位的比值[2]。通过实验证得光和电磁存在关系,因此在以后的数十年里,弹性以太理论得到了巨大的发展,人们以牛顿力学为基础把以太看做弹性固体,用以探讨光的性质。与此同时,电磁学的发展研究开始独立于光学发展,法拉第的发现(电磁感应)使电磁学发展达到最高峰;麦克斯韦成功地把这个领域内的前人经验总结成一组方程(即麦克斯韦方程),其最重要的一个结果就是指出可能存在电磁波。后来科耳劳什和韦伯通过实验对电磁波传播速度进行了测量,最后得出结果:电磁波的速度与光速一致。麦克斯韦由此推测光波动就是电磁波,直到1888年,赫兹通过实验证明了麦克斯韦的推测。

 尽管如此,麦克斯韦的电磁理论还是经历了长期的推导发展才赢得了大家的普遍认可,就连麦克斯韦本人在描述磁场时都借助机械模型,直到了解习惯了麦克斯韦理论之后,人们才逐渐放弃寻求用机械模型解释他的方程。用电磁场理论能解释一切和光有关的现象,但是它不能说明光发射和吸收的过程。在这些过程中,物质和光波场相互作用逐渐被显现出来[3]。

3  近代光学史

3。1 近代光学的发展时期

 近代光学是从发现光谱中的一些规律开始的。1815年前后,夫琅禾费发现了太阳光谱中的暗线(即夫琅禾费线);1861年,基尔霍夫和本生根据实验把这些暗线总结归纳为吸收线。太阳的本体是连续光谱,其通过太阳大气的较冷气体时,由于吸收而失去的各个波长,正好是该气体所发射波的波长,这个发现就是研究光谱的开端。

 光谱分析是基于每一种气态化学元素都具有一个特征的线光谱的认识,这些光谱的研究一直到现在都是物理学研究的重要课题。其中原子光谱的研究结果为量子力学的发展做出了重要贡献。同时,光谱分析也是今天分子材料研究的重要手段。但是在研究方法上,科学家渐渐发现:经典力学不适用描写原子内部发生的事件。其中玻尔将量子理论应用到原子结构,并且在1913年解释了气体光谱的简单规律。

 二十世纪初期,光学的发展进入新时期,也就是由当初的经典物理学向现在的近代量子物理学发展,并由此进入了快速发展时期,其历程与物理学的发展变革有相似之处,但也有其自身特点。其中光学的研究已经渐渐深入涉及到光的发生和辐射问题,以及光和物质之间相互作用的微观方向。由于当时光的电磁理论没有办法解释光电效应以及黑体辐射及其他现象,所以当时的物理学面临着一场危机,迫使物理学发展进行,进入新时期。 物理光学在生活中的发展应用(3):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_198236.html

------分隔线----------------------------
推荐内容