Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 物理学概览——光学和电磁波
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 12 21:04:40 2003) , 转信

 光学研究光的性质及其和物质的各种相互作用，光是电磁波。虽然可见光的波
长范围在电磁波中只占很窄的一个波段，但是早在人们认识到光是电磁波以前，人
们就对光进行了研究。

    17世纪对光的本质提出了两种假说：一种假说认为光是由许多微粒组成的；另
一种假说认为光是一种波动。19世纪在实验上确定了光有波的独具的干涉现象，以
后的实验证明光是电磁波。20世纪初又发现光具有粒子性，人们在深入入研究微观
世界后，才认识到光具有波粒二象性。

    光可以为物质所发射、吸收、反射、折射和衍射。当所研究的物体或空间的大
小远大于光波的波长时，光可以当作沿直线进行的光线来处理；但当研究深入到现
象细节，其空间范围和光波波长差不多大小的时候，就必须要考虑光的波动性。而
研究光和微观粒子的相互作用时，还要考虑光的粒子性。

    光学方法是研究大至天体、小至微生物以至分子、原子结构的非常有效的方法
。利用光的干涉效应可以进行非常精密的测量。物质所放出来的光携带着关于物质
内部结构的重要信息，例如：原子所放出来原子光谱的就和原子结构密切相关。

    近年来利用受激辐射机制所产生的激光能够达到非常大的功率，且光束的张角
非常小，其电场强度甚至可以超过原子内部的电场强度。利用激光已经开辟了非线
性光学等重要研究方向，激光在工业技术和医学中已经有了很多重要的应用。

    现在用人工方法产生的电磁波的波长，长的已经达几千米，短的不到一百万亿
分之一厘米，覆盖了近20个数量级的波段。电磁波传播的速度大，波段又如此宽广
已成为传递信息的非常有力的工具。

   在经典电磁学的建立与发展过程中，形成了电磁场的概念。在物理学其后的发
展中，场成了非常基本、非常普遍的概念。在现代物理学中．场的概念已经远远超
出了电磁学的范围，成为物质的一种基本的、普遍的存在形式。



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