人类对光的研究起源很早,但对光本质的认识经历了一个较漫长的过程。光究竟是波还是粒子?光的波动说与微粒说之争从十七世纪初开始,至二十世纪初以光的波粒二象性告终,前后共三百多年的时间。正是这种争论,推动了科学的发展,并导致了20 世纪物理学的重大成就——量子力学的诞生。 战国初期伟大的思想家 、政治家,也是一位有卓越贡献的自然科学家墨子(生于公元前480-476 年左右,卒于公元前420-390 年左右)(如上左图)是墨家学派的创始人。墨家学派著作的总汇是《墨子》,其主要组成部分是《墨经》(如上右图),这是一部内容丰富、结构严谨的科学著作。《墨经》中记载了丰富的几何光学知识。墨子和他的学生做了世界上最早的“小孔成像”实验,并对实验结果作出 了光沿 直 线 传 播 的科学解 释 ,并用 此 原 理解 释 了物体 和投 影 的关 系 。 古 希 腊 数 学家欧 几里 德 (Euclide,公元前330-275)(如下 左图)在 他的《光学》著作里 总结了到 他那 时为 止 已 有的关 于光现 象的知识和猜 测 。那 时的人们 已 经知道 ,在 眼 睛 和被 观 察 物体 之间行 进 的光线 是直 线 ; 当 光线 从一个平 面 反 射 时,入 射 角 和反 射 角 相 等 。 古 希 腊 天 文 学家、地 理学家和光学家托 勒 密 ( Clandius Ptolemaeus ,约 90- 168)(如上右图)最早做了光的折 射 实验。托 勒 密 在 他的最后一本重要著作《光学》中提 出 和说明 了各 种基 本原 理,他依 靠 经验发现 了折 射 的规 律 ,绘 出 了光线 以各 种入 射 角 从光疏 媒 介 进 入 水 的折 射 表 ,但没 有由 此 得出 精 确 的折 射 定 律 。 英国科学家罗吉尔·培根(Roger Bacon,1214-1292)(如下左图)在物理学方面,特别是对于光学的研究极为深刻,他通过实验研究了凸透镜的放大效果以及光的反向和折射规律,证明了虹是太阳光照射空气中的水珠而形成的自然现象。 意大利著名美术家、科学家列奥纳多·达·芬奇 (Leonardo da Vinci ,1452-1519)(如上右图)以博学多才著称,他在光学、力学、数学和解剖学等方面都有不少创见或发明。他描述了光是如何通过不同表面反射的, 眼睛是如何感觉反射并判断距离的,人类的眼睛是如何接受透视的,以及光投射在物体上是如何产生阴影的。 德国天文学家和数学家约翰尼斯·开普勒(...