光学学科发展阶段

这是一篇关于光学学科发展阶段的思维导图。萌芽时期——最早是公元前5世纪墨子(墨翟)的《墨经》中还记载了丰富的几何光学知识。墨子做了世界上第一个小孔成像的实验。几何光学时期——荷兰人斯涅耳最早提出折射定律,由法国数学家费马(1601-1665)提出费马原理、予以确定。.波动光学时期——以惠更斯的波动说为代表。量子光学时期——以爱因斯坦的光子说为代表。

Optics

• infancy
  • 远古至16世纪初
  • 时期概况
    • 对简单光现象的记载、不系统的研究、制造简单光学仪器、对光本质的初步探索
  • 成果
    • 古希腊
      • 欧几里德的触须学说
    • 古中国
      • 《墨经》内有对视觉最早的科学解释
    • 阿拉伯
      • 哈森
        • 更详细的视觉原理、设计暗箱成像实验、写成《光学之书》，光学之父
• general optics
  • 几何光学
    • 16世纪中叶至18世纪初
    • 时期概况
      • 对光现象的总结归纳，对光传播规律的摸索
    • 重要事件
      • 望远镜、显微镜的发明；斯涅耳发现折射定律；笛卡尔正弦形式表示折射定律；费马原理的提出
    • 几何光学之后、波动光学之前
      • “波动阵营”
        • 格里马迪、胡克、惠更斯
      • “微粒阵营”
        • 牛顿
          • 占统治地位
  • 波动光学
    • 19世纪初到19世纪末
    • 时期概况
      • 对光本质的认识：光是一种波（电磁波）
    • 开启
      • 杨氏双缝实验及光的干涉原理
    • 重要事件
      • 陷入困境
        • 马吕斯实验发现光反射时的偏振现象、博儒斯特与线偏振光
      • 光波动理论阐释
        • 菲涅耳发展干涉实验，提出了惠更斯-菲涅耳原理，并导出菲涅耳衍射公式
    • 电磁光学
      • 开启
        • 法拉第发现光的振动面在强磁场中旋转，揭示光学现象与电磁现象的内在联系
        • 韦伯、科尔劳斯实验发现；麦克斯韦预言光是电磁现象
        • 赫兹用电磁波重复光学实验，实验证实麦克斯韦预言预言
      • 统一的信念
        • 麦克斯韦将电学、磁学和光学统一起来，为物理学家树立了统一的信念
      • 陷入困境
        • 迈克尔逊、莫雷设计实验否定以太存在；赫兹发现光电效应；黑体辐射
  • 量子光学
    • 19世纪末到20世纪初
    • 事件
      • 普朗克的辐射量子理论，爱因斯坦的光量子理论，康普顿效应，德布罗意波
• modern optics
  • 20世纪60年代至今
  • 开启
    • 1948年全息术的提出、1955年光学传递函数的建立、1960年激光的诞生
  • 成果
    • 激光应用于日常生活各个方面、高分辨显微镜应用、微纳光学和新材料等学科发展
  • 研究方向
    • 薄膜光学、傅里叶光学、纤维或导波光学、集成光子学、非线性光学、超快光学、光电子学、计算光子学......
    • 进入21世纪，微纳光子学正迎来研究热潮