光的认识历程

本科学年论文

学 院 物理电子工程学院

专 业 物理学

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论文题目 浅析人类对光的探索历程

指导教师 职称

成 绩

年月日

目 录

摘 要 1

关键词 1

Abstract 1

Keywords 1

引言 1

1 日常生活中的一些光学现象 1

2 人类早期发现的基本光学现象 1

3 光本质的探索过程 2

3.1波动说和微粒说 2

3.2光的电子假说和证明 4

3.3爱因斯坦的光量子理论 5

4 光在现代科学技术上的应用 6

4.1光纤通信 6

4.2激光技术 7

参考文献 7

浅析人类对光的探索历程

摘 要 ：光在日常生活中应用广泛，本文仅就人类对光的探索历程和光在现代科学技术中的应用进行分析。

关键词 ：光；本质；探索;应用

Analyses the human light exploring course

Abstract ：Light in daily life has been widely used , In this paper , only the human light exploring

course of light in application of modern science and technology is analyzed .

Key words ：Light; Essence; Explore; Application

光性质的探索历程

摘要： 几千年来，人类对光——这一日常生活中应用广泛的物质的性质进行了不懈的探索。光的波动说与微粒说争论数百年之后，人们最终认识到“波粒二象性”才是光的本质。在对光的本质有了越来越科学系统的了解之后，光被人类更好的加以利用，微观世界的发展也注定了人们对光的研究将越来越深入。

关键词：光 本质 探索 应用

一．早期的光学认识与探索

人类对于客观世界的认识，首先依赖于人类身体的感知，比如，视觉。可以说，人类感知到的外部世界的整个知识中，绝大部分依赖于视觉器官，眼睛。现在我们知道，视觉的感知，是由光实现的。而远古时期的人类，例如古希腊人天真的以为，眼睛看见东西是因眼睛发出某种触须去触碰东西，汉语中也存在目光，视线这样的词语。光究竟是什么，它是如何产生的，它由什么构成？几千年之前人们就已开始思考这些问题。

在我国古代与古希腊，逐渐形成了到现在依然正确的一些概念，诸如光是从某些物体发出或被某些物体反射，而被我们的眼睛看见的。人类文明史上最早对光学现象进行记载，可能是我国战国时期（公元前475-前221年）的《墨经》。其中论及影的定义与生成；光与影的关系；光的直线传播；光的反射现象；物体阴影大小与光源距离的关系；平面凹面与凸面反射镜的成像等。亚里士多德首先对视觉与眼睛做出了全面的分析，提出一种一直影响到17世纪的光的理论。流传下来的欧几里得的《光学》与《反射光学》从定义出发，给出的反射定律可能是人类在光学领域中发现的第一个定量的定律。

在中世纪蒙昧主义的时代，几乎所有的原始宗教都在各自创世纪的神话中凸显光的原始与信仰的力量，伴随着中世纪后期大学的出现与阿拉伯传播而来的亚里士多德思想，理性与信仰才分道扬镳，光的理性认识得以重新被人们所重视。[1]

从16 世纪到18 世纪近300年的时间里,人们建立了完备光的反射定律和折射定律。发明了光学仪器,如望远镜、显微镜等。至此，人们已经对光的几何性质有力比较清楚地认识，获得了光的直线传播，反射定律与折射定律等基本定律。进一步，人们开始思考光是什么的问题。

对光的认识

041050107 陈立

世界有了光，才让我们看到了世界。据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少90％以上通过眼睛，这就体现了光的重要性。在20世纪爱因斯坦相对论出世后，光终于以正统的宇宙之灵身份超脱于时间和空间之上；在艺术方面，以马蒂斯为代表的野兽画派则以色彩来讴歌光。艺术家和科学家同时吹响解放色彩的号角，于是光与色彩呐喊的时代到来了。这就是我在物理与艺术这门课上所学到的。

在科学方面，对光最初的认识是来自彩虹现象。牛顿利用三棱镜产生光的色散现象，从而开启了光学研究的大门。随后德国物理学家夫琅禾费在1815年慕尼黑科学院展示了对太阳光但细心观察后编绘的太阳光谱线。1859年基尔霍夫解释了太阳光谱中黑线的意义，并发现每一种元素都对应一种特征光谱，由此人们发现组成宇宙的元素和地球上发现的是完全一致的，这是科学发展的伟大胜利。而光正是导致这一事实的关键。

1801年杨氏双缝干涉实验证明了光的波动性。之后英国著名的物理学家麦克斯韦在1873年出版了《电磁学通论》，归纳出有关电磁场的理论，统一了电学，磁学和光学，实现了物理学史上的第二次大综合，同时他给出了光在真空的传播速度是一个恒量，c=300000千米/秒，为相对论的出世提供了理论基础。1900年德国物理学家普朗克给出了能量子假设，有效地排出了“紫外灾难”从而为量子力学奠定了理论基础。1905年，爱因斯坦在解释光电效应中提出，光不仅在辐射时具有量子性，在传播时也具有量子性，并提出了“光子”的概念，而且还给出光的能量与其频率成正比，至此肯定了光的波粒二象性。而爱因斯坦在相对论中给出了光速不变原理，提出时间和空间都是随着光而改变的，光最终成为这个宇宙最本质的东西。

光在艺术方面就以色彩表现出来。色彩既是主观的感觉，又是客观世界的性质；它既是一种能量，又是一种物质实体。毫无疑问的是，色彩是生活和艺术的重要组成部分，这是连不懂得色彩奥秘的人都回避不了的事实。

义务教育课程标准实验教科书四年级下册

第四单元《11.认识光》说课教案

——兴隆镇小学教师 乔飞

教材分析：

一、教学内容

我说课的内容是四年级下册第四单元 光与我们的生活 《11.认识光》。光是由光源产生的，人类的生存和发展从来都离不开对“光”的利用和开发，人类的文明史可以说是一部利用和开发“光资源”的科学史。本课就是引领学生认识“光”，使学生了解什么是光源、光是怎样传播的，光在生活中的应用等。

二、教学目标

1.认识光源，知道光是沿直线传播的，以及光在生活中的应用。

2.培养学生的科学探究能力和利用Internet搜集并整理信息的能力。

3.培养学生与人合作的精神，认识到科学是不断发展的。

[设计意图：我是按当堂达标教学的目标准为指导思想确立的，遵循三维目标的原则，首先是知识目标，结合本课的知识点，认识光源，知道光是沿着直线传播的，并且知道光在生活中的应用。其次是能力目标，使学生的自学能力、合作探究能力都有所提高；第三是学生的情感目标，培养他们的合作精神和不断探索的精神。]

三、教学重难点 、关键

重点：通过实验，探究光的直线传播。

难点：感受和分析光的直线传播现象。

关键：观察实验现象

学情分析： 对每个人来说无时无刻不生活在光的世界里，在进行本课学习前，每个学生对光都有着不同的生活经验，对光有着最直观的感受，有些学生还通过不同的信息渠道获得了一些光的知识，但熟悉的现象不一定引起学生的关注，学生并不会花很多时间去探究它们的更多奥秘。这恰是我们教学的切入点。

教法：

1.通过引导学生自己提出要研究的问题，对问题作出有依据的假设，自己设计实验方案，亲自动手做实验，从而验证假设的正确与否，分析实验结果，得出最后结论。

2.把学生分配在一个个小组里进行探究活动，每个人要与同伴进行协商，要听取同伴的意见，要有分工，集中集体的智慧完成好小组的探究活动，在这种环境氛围里学习，逐渐培养学生与人合作的精神，学会与人和谐相处。