第4篇波動光學

　　光

　　學是研究光的本性、光的傳播和光與物質相互作用等規(guī)律的學科。內(nèi)容通常分為幾何光學、波動光學和量子光學三部分。幾何光學是以光的直線傳播為基礎，研究光在透明介質中傳播的規(guī)律；波動光學是以光的波動性質為基礎，研究光的傳播及規(guī)律；量子光學是以光的粒子性為基礎，研究光與物質相互作用規(guī)律。

　　對于光的本性，人們經(jīng)歷了長期的探索認識過程。17世紀，關于光的本性問題，有兩派不同的學說。一派是牛頓所主張的光微粒說，他認為光是從發(fā)光體發(fā)出的而且以一定的速度向空間傳播的一種微粒；另一派是惠更斯所主張的光波動說，他認為光是在介質中傳播的一種波動。這兩種學說爭執(zhí)不休長達兩個世紀。直到19世紀，托馬斯·楊和菲涅耳等物理學家發(fā)展了光的波動理論，并證明出光是一種橫波，使光的波動說獲得了普遍承認。19世紀后半期，麥克斯韋提出了光的電磁理論，證明光不是機械波，而是某一波段的電磁波，形成了以電磁波理論為基礎的波動光學。19世紀末到20世紀初，人們又從熱輻射、光電效應等一系列光與物質相互作用的新的實驗事實中，認識到光具有量子性——粒子性。認為光是由大量以光速c運動的微粒所組成的粒子流，這些微粒被稱作“光子”。近代科學實踐證明，光是一種十分復雜的客體，關于光的本性問題，只能用它所表現(xiàn)的性質和規(guī)律來回答：光在某些方面的行為像“波動”，另一些方面的行為卻像“粒子”，即它具有波動和粒子的雙重性質，這就是所謂光的波粒二象性。

　　本篇主要研究波動光學，內(nèi)容共包括三章：第9章光的干涉；第10章光的衍射；第11章光的偏振。光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光具有波動性，是一定波段的電磁波；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。

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