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  • 光学发展与社会进步

    作者:杨宏、李洪云、龚旗煌 来源:现代物理知识杂志 时间:2019-08-26 10:54 阅读:1567 [投稿]
    光学的发展过程是人类认识客观世界进程中的一个重要组成部分,是不断揭露矛盾和解决矛盾,逐渐从不确切认知走向确切认知的过程。

    一、前 言

    人从降生开始,光就伴随其一生。宇宙的发展与光的发展紧密联系在一起。光学的发展过程是人类认识客观世界进程中的一个重要组成部分,是不断揭露矛盾和解决矛盾,逐渐从不确切认知走向确切认知的过程。

    光学无处不在,太阳能的利用,蓝光的发光,激光的焊接和切割,电影的放映,光纤通信,光合作用,X光的应用和显微镜的应用等等。光学仪器已在人们日常生活中起着无可替代的作用。列举一个最熟悉的例子,我们每天都在使用的手机就使用了三十多项光学的技术:光学玻璃、激光切割光滑的玻璃表面、激光打标、OLED 和液晶显示、挡光版、背光照明、实现彩色的偏振片和滤光片、增加清晰度的增透膜、照相的镜头、成像的CCD、芯片的制造、光刻技术的应用、通过光纤进行信息的传输、蓝牙无线红外通信、光纤传感和投影等。

    光学研究对自然科学的发展起到了非常大的促进作用。回看历史,第一个诺贝尔物理学奖授予了伦琴,伦琴发现了X射线,揭开了20 世纪物理学的革命序幕,促进了现代物理学的诞生。2002年诺贝尔物理学奖仍然与X射线相关,授予了对天体物理有开创性贡献的宇宙X射线源的发现,打开了宇宙新窗口。进入21世纪,多项诺贝尔奖授予了光学领域,2017年的诺贝尔物理学奖授予了引力波的探测研究,表彰获奖者们构思和设计了干涉仪引力波天文台,验证了爱因斯坦的百年预言,为人类探索宇宙配上了“耳朵”。2014年的诺贝尔物理学奖授予了半导体照明研究,蓝色发光二极管的发明使白光可以以新的方式被创造出来,人类可以拥有更加持久和高效的灯光替代光源,这也是与光学紧密相关的。2014年诺贝尔化学奖同样授予了光学研究领域,因光学显微成像技术的最高分辨率一直无法超过光波波长的一半,被认为是光学显微镜理论上的分辨率极限,而获奖者们却将超分辨荧光显微技术的极限拓展到了纳米量级,一百多年没有人能够突破的极限被三位科学家成功地绕过,使得透视生命体分子的运动成为可能。2009年,诺贝尔物理学奖被授予英国华裔科学家高锟及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就。博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件—电荷耦合器件(CCD)图像传感器,光纤通讯及CCD成像技术都与我们的日常生活息息相关。



     (a) 蓝光LED; (b) LED


    威廉·康拉德·伦琴和X光照片

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    文章点评

    te67f42:系统的讲解了光的发展,使大家对光的了解更深了一步。除了加强学习光学知识,了解光学的发展,能使大家更进一步的提高。(08-29)