华南师范大学光学发展与人类文明思维导图之光的波动性本质的确定

关于华南师范大学《光学发展与人类文明》思维导图之光的波动性本质的确定的思维导图，包含早期微粒说和波动说的对立；中期波动说的发展；后期电磁场理论的建立：电与磁的关系、电磁波特性和应用。

光的波动性本性的确认

• 早期微粒说和波动说的对立
  • 波动说
    • 笛卡尔：光是一种以“以太”为媒质的压力
    • 胡克：光是一种类似水波的某种快速脉冲振动（横波轮廓）：与振动方向垂直
    • 惠更斯
      • 类似声波的以太纵波： 传播方向与振动方向一致
      • 波动理论
        • 光速有限性的计算分析
          • 光速c=2*108米/秒
          • 假设：光和声波一样，以球面波的方式传播
        • 以太粒子的振动模型
          • 硬、弹性
          • 振动形式的传播
          • 光具有相同的、很高的传播速度
        • 惠更斯原理
          • 主波波阵面、次波源、次波、主波波阵面
          • 所有微弱次波面的包络面就是t'时刻的主波面S'
          • 波面传播：定性解释反射、折射、衍射等现象
  • 微粒说
    • 光是由发光物体发出的机械微粒流
      • 高速直线飞行的惯性运动
    • 解释光现象
      • 视觉机制
      • 光的颜色 实验：太阳光的棱镜分光
      • 反射与折射共存
      • 波义耳实验：薄膜的彩色
        • 物体的颜色不是物体本身的性质， 而是光照射在物体上产生的效果
    • 牛顿对波动说的质疑
      • 牛顿环实验（光的周期性）： 光的干涉条纹、微粒说+以太振动
      • 光的独立传播特性
      • 《光学》
    • 格里马第：发现衍射的实验
      • 波动性特征
• 中期波动说的发展
  • 托马斯·杨
    • 干涉理论
      • 实验条件：两光源接近同向
      • 实验现象
        • 光的最强、最弱区域间隔分布
        • 最强位置：光程差是与颜色有关的波长λ的整数倍
    • 单色光双缝干涉实验
      • 同源、近同向的两个子光源 接收屏：两束光的空间叠加
      • 近等宽度的若干明暗相间条纹
      • 不能与格里马第的衍射发现明显区分
  • 菲涅耳
    • 双面镜干涉实验：双光束的产生与小孔或边界无关：区分干涉、衍射
    • 利用精确实验确定光线的衍射效应
  • 惠更斯-菲涅尔原理
    • 光面上产生的无限个子波干涉
    • 处理光穿过障碍物发生衍射的问题
  • 泊松亮斑：圆盘衍射
  • 偏振
    • 巴塞林纳斯＆惠更斯：双折射
    • 托马斯·杨、阿拉果：用波动理论解释光的偏振~绳波的振动
    • 菲涅尔： 互相垂直的两束偏振光不能相干
      • 横波性
    • 阿哥拉＆菲涅尔：垂直于光线的特定方向横向振动
    • 毕奥：电气石钳、旋光效应 布鲁斯特：晶体的偏振
    • 埃德温·赫伯特·兰德：偏振片
      • 偏光眼镜、相机的偏振滤镜、偏光式立体眼镜、偏光式立体电影
• 后期电磁场理论的建立
  • 电与磁的关系
    • 静磁、静电问题
      • 磁极间作用力按磁极距离的平方的增加而减少
      • 库仑定律
      • 伽伐尼：动物电的发现 伏特：电堆的发明
    • 电流的磁效应
      • 奥斯特实验
        • 带电流的导线会对旁边的磁针产生作用， 磁针偏转是沿着围绕导线的螺旋方向。 （右手螺旋定则）
      • 安培定则
      • 毕奥-萨伐尔定律
    • 法拉第：电磁感应实验
      • 电力线：从正电荷出发，被负电荷接收 磁力线： 闭环 在磁体外部从N指向S 在磁体内部从S指向N
  • Maxwell方程组 （电磁理论的对称统一）
    • 法拉第磁致旋光效应实验：磁对光产生作用， 二者可在同样介质中共存
    • 电磁场以波动形式传播
    • 赫兹实验：电磁波速度的测量
      • 电磁波的存在、 速度等于光速、 反射、折射、衍射和偏振等
        • 光是一种电磁波
  • 电磁波特性和应用
    • 赫歇尔：太阳光谱的热效应实验红外线的发现 瑞特：紫外线的发现（电磁波辐射）
    • 夫琅和费线＆基尔霍夫＆本生
      • 太阳光谱法： 发射谱＆吸收谱
        • 化学、天文学（天文光谱学）
    • “天”的颜色的成因
      • 瑞利散射：蓝天大海
      • 米氏散射：白云
      • 红日彩霞、蓝太阳、沙尘暴红橙暖色光
    • X射线（伦琴）
      • 穿透力强，难穿过铅材质
      • 应用：医学影像、安检、艺术品鉴定
      • 危害