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光学的发展

光学的发展
光学的发展

第五章光学的发展

教学目的和要求:

掌握:几何光学概念及其发展的过程;牛顿对光的色散的研究;人们对光的本性认识的探讨过程;光速测定的几种测量方法;

了解:对光谱的认识过程。光谱分析的方法是如何建立的。

教学重点,难点:

几何光学概念及其发展的过程;牛顿对光的色散的研究;人们对光的本性认识的探讨过程;光速测定的几种测量方法;

教学内容:

§1.光学的历史概述

一早期光学

古代光学基本上停留在几何光学的研究和总结上。

公元前5世纪《墨经》、北宋时期沈括的《梦溪笔谈》都有记载。如投影、小孔成像、平面镜、凸面镜、凹面镜等。

古希腊时期的天文学家托勒密专门作过光的折射实验,写有《光学》5卷,记载折射角与入射角成正比.

欧几里德在其《反射光学》中记载了光的反射;

中世纪时阿拉伯人阿勒哈增(965-1038)著《光学全书》,讨论了许多光的现象。

二折射定律的建立

1.开普勒的工作

1611年写了《折光学》,记载了两个实验。

第一个实验:比较入射角和折射角:如图6-1-1,日光LMN斜射到器壁DBC上,BC 边沿的影子投射到底座于HK;另一部分从DB射进一玻璃立方体ADBEF内,阴影的边沿形成于IG。根据屏高BE和两阴影的长度EH和EG,就可算出立方体的入射角和出射角之比。

第二个实验:如图6-1-2,用一个圆柱性玻璃,令光线沿S1和S2入射,通过圆柱中心的光线S1方向不变,和圆柱边沿相切的光线S2偏折最大,并发现最大偏折角约为420。

全反射的发现:

令AB为玻璃与空气的分界面,如图6-1-3。光线从空气进入玻璃发生折射,由于最大偏折角为420,所以进入玻璃的光线将构成一个夹角为420×2=840的锥形MON。若有一束光∑从玻璃射向空气,当入射角大于420时,则到达O点后,将既不能进入空气,也不能进入MON锥形区域,必定反射为∑?。

2.斯涅耳的工作

荷兰人,1621年从实验得到折射定律。方法和开普勒基本相同,但斯涅耳发现,比值OS /OS?恒为常数,并由此导出图中所示式子。

3.笛卡儿的工作

1637年出版的《方法论》中记载了笛卡儿的方法:他将空气和其他介质(如玻璃或水)的界面看作是一层很脆薄的布,设想有一小球斜方向投向界面,当球穿过薄布时,在垂直于界面的方向损失了部分速度,但平行于界面的方向上的速度不变。据此他得出:

v i sin i =v r sin r

所以有:sin i /sin r =v r/v i=常数

这正是折射定律的正弦表达式,但由于他假设介质交界面两侧的光速的平行分量相等,为使理论与实验数据相符,必须假设光密媒质内的光速比光疏媒质大。这显然都是错误的。4.费马的工作

1661年费马用最短时间原理推出了折射定律:

同时证明了光从光疏媒质进入光密媒质时向法线方向偏折。

这样,从托勒密开始,经过了1500年左右的时间才得到了严格的折射定律,连同光的直线传播和反射定律一起构成了几何光学的理论基础。

三光学仪器的研制

1.眼镜的制造

1299年由意大利人阿玛蒂发明并制造了眼镜。

2.荷兰望远镜

1608年,荷兰人李普塞(Hans Lippershey)制成第一台望远镜:他用一个凸透镜作为物镜,用一个凹透镜作为目镜组合而成。现在仍把这种组合称为荷兰望远镜。

3.伽利略的改进

伽利略知道后很快改进成放大32倍,随后又制成放大1000倍的望远镜,并用它对天体进行了观察,于1610年写出了《星际使者》的小册子,有力支持了哥白尼的日心说。4.开普勒望远镜

1611年开普勒出版了《屈光学》,解释了荷兰望远镜和显微镜所涉及到的光学原理。并设计了一种用两个凸透镜构成的天文望远镜,即开普勒望远镜。这种望远镜很快就取代了荷兰望远镜。因为它视野宽,且能把一个遥远的物体的像与放在两个透镜共同焦点处的一个小物体相比较。这种比较导致了后来测微计的发明。第一台开普勒望远镜由天文学家沙伊纳于1613~1617年制造。

5.显微镜

几乎与望远镜同时,荷兰人发明制造了显微镜,由眼镜制造师詹森(Janssen)发明:由一双凸透镜作物镜和一个双凹透镜作目镜组合而成。后来,意大利那不勒斯的冯特纳(Fontana)第一个用凸透镜代替了凹透镜目镜。

6. 胡克的显微镜

1665年,胡克出版《显微图象》,并制造一带聚光镜的显微镜:用两个平凸透镜分别作物镜和目镜,用一球形聚光器来照亮待观察的物体。

7. 反射式望远镜

1668年,牛顿设计并制造了第一架小型反射式望远镜,全长15厘米,口径2.5厘米,但其放大倍数和当时使用的2米长的望远镜相同。1671年又制造了第二架较大的反射式望远镜,全长1.2米,口径2米,献给了英国皇家学会,现仍保存在英国皇家学会图书馆。四牛顿的色散研究

1.色散的早期研究

①十三世纪,德国一位传教士西奥多里克(Theodoric)曾用实验模仿天上的虹,他用阳光照射装满水的大玻璃球壳,观察到了和空中一样的虹,并说明彩虹是由于空气中水珠反射和

折射阳光造成的。由于受亚里士多德教义的影响,他说各种颜色的产生由于光受到不同阻滞所引起的。

②笛卡儿在《方法论》的一篇附录中专门讨论了彩虹,并介绍了他所做的棱镜实验:他用棱镜将阳光投射到荧屏上,发现不论光照到棱镜的那一部位,折射后屏上的图象都是一样的。从而否定了光是由于受到不同阻滞而产生不同颜色的说法。

由于笛卡儿的屏离棱镜太近(只有几厘米),他没有看到色散后的整个光谱。只注意到光带的两侧分别呈现兰色和红色。

③1648年,法国的马尔西用三棱镜演示色散成功。不过他的解释错了。他认为红色是浓缩了的光,兰色是稀释了的光;之所以出现五颜六色,是由于光受到物质的不同作用。2.问题

17世纪正当望远镜、显微镜问世,伽利略用望远镜观察天体,胡克用显微镜观察微小物体。然而,当放大倍数增大时,这些仪器出现了像差和色差,人们深感迷惑,为什么图象的边缘总会出现彩色?这和彩虹有没有共同之处?怎样才能消除?

3.牛顿的色散实验

这一时期,牛顿正在剑桥大学学习,他的老师巴罗对光学很有研究,牛顿还帮巴罗编写《光学讲义》,使他对光学产生了浓厚兴趣。他亲自动手磨制透镜,想按自己的设计装配出没有色差的显微镜和望远镜。这个愿望激励他对光和颜色的本性进行深入的研究。

牛顿从笛卡儿的棱镜实验、胡克及玻意耳的分光实验得到启发,他将室外阳光经一小洞引入室内,经三棱镜后投射到对面的墙上。这样从三棱镜到墙的距离达到6~7米,从而获得了展开的光谱。而他之前的实验者均由于屏离折射位置太近而只能看到两侧的彩色光带。

牛顿意识到展开的光谱可能是由于不同颜色的光具有不同的折射性能造成的,于是作了如下实验:

①如图在一张黑纸上画一条线abc,半边ab为红色,半边bc为兰色,经过棱镜观看,只见这根线好象折断了似的,分界处正是红兰之交,兰色部分比红色部分更靠近棱镜。可见兰色光比红色光折射更厉害。

为了证明色散现象不是由于棱镜和阳光的相互作用及其它原因造成的,牛顿又作了以下实验:

②他拿三个棱镜作实验,三个棱镜完全相同,只是放置方式不同,如下图。如果色散是由于光线和棱镜的作用引起的,经过第二和第三棱镜后,这种色散现象应进一步加强。显然实验结果不支持这一观点。

③他用两块木版各开一小孔F和G,并分别放于三棱镜两侧,光从S处平行射入F后,经棱镜折射穿过小孔G,到达距木版DE 4米的另一块木版de上,投过小孔g的光再经棱镜abc的折射后,抵达墙壁MN。使第一个棱镜ABC缓缓绕其轴旋转,这样第二块木版上不同颜色的光相继穿过小孔g到达三棱镜abc。实验结果是:被第一个三棱镜折射最厉害的紫光,经过第二个三棱镜时也偏折的最多。结论:白光是由折射性能不同的各种颜色的光组成。

④有人提出光谱变长是因为衍射效应,为此牛顿又作如下实验:取一长而扁的三棱镜,使它产生的光谱相当狭窄。当屏放在位置1时,屏上显示仍为白光;当将屏倾斜到位置2时,就可看到分解的光谱。这一实验说明:光谱只涉及屏的角度,结果与棱镜无关。因而也就否定了衍射效应的说法。

在色散实验的基础上,牛顿总结出以下几条规律:

1.光线随其折射率不同,颜色也不同。色是光线固有的属性。

2.同一颜色的光折射率相同,不同色的光折射率不同。

3.色的种类和折射的程度是光线所固有的,不会因折射、反射或其它任何原因而改变。

4.必须区分两种颜色,一种是原始的、单纯的色,另一种是由原始的颜色复合而成的色。

5.本身是白色的光线是没有的,白色是由所有色的光线岸适当比例混合而成。

6.自然物质的色是由于对某种光的反射大与其它光的反射的缘故。

7.把光看成实体有充分依据。8.由此可解释棱镜色散和虹。

§2.光的波动说和微粒说的论争

一光的微粒说

对光的本性自古以来就有两种认识:波动说和微粒说,代表人物分别是惠更斯和牛顿。近代微粒说最早由笛卡儿首先提出,他认为光是由大量微小弹性粒子所组成,并用此解释了光的反射和折射。后来牛顿发展了微粒说,并和波动说展开了长期的争斗。

二早期的波动说

1.胡克

胡克主张光是一种振动,是类似水波的某种快速脉冲。在1667年出版的《显微图象》中他写到:“在一种均匀介质中这一运动在各个方向都以相等速度传播,所以发光体的每一个脉动都必将形成一个球面。这个球面将不断的增大,就如同把一石块投入水中后在水面一点周围的环状波膨胀为越来越大的圆圈一样(尽管要快得多)。由此可见,在均匀媒质中激起的这些球面的所有部分都与射线以直角相交。”

2.惠更斯

荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想。

①他提出光是发光体中微小粒子的振动在弥漫于宇宙空间的以太中的传播过程。

1678年他向法国科学院报告了自己的论点,并于1690年以《光学》正式发表。他写到:“假如注意到光线向各个方向以极高的速度传播,…其射线在传播中,一条穿过另一条而互相毫无影响,就可以完全明白:当我们看到发光的物体时,决不会是由于这个物体发出的物质的迁移所引起的。” 他认为光的传播,并不是媒质以太粒子本身的远距离移动,而是发光体中微小粒子的振动通过象沿着一排互相衔接的钢球传递一样,当第一个球受到碰撞,碰撞运动就会以极快的速度传到最后一个球。

②惠更斯原理

下图是惠更斯描绘光波的示意图。他用子波和波阵面的概念论述了光的传播原理--惠更斯原理:光在传播过程中,使以太中的每一个受激粒子都变成一个球形子波,每一个子波在发光点和子波中心的连线方向上形成的波前的组合,构成一波阵面;形成的波阵面上的每一点又都变成一个球形子波的中心…。并用这一原理说明了光的反射和折射。

③对双折射的解释

1669年,丹麦的巴塞林纳斯(Bartholinus)发现了双折射现象:当他用方解石观察物体时,注意到有双像显示。经过反复试验,确定是这种晶体对光有两种折射:寻常折射和非寻常折射。

惠更斯得知这一情况后,重复并证实了这一实验,并且观察到其它晶体(如石英)也有类似效应。惠更斯对这一现象作了如下解释:寻常光线仍遵循折射定律,非寻常光线则不遵循折射定律,可能是因为方解石等晶体的颗粒具有特殊形状,以至光波通过时,在某一方向传播的更快一些。于是出现了不同的折射。

早期的波动理论缺乏数学基础,还很不完善,而牛顿的微粒说因符合力学规律而占据统治地位.

3.托马斯·杨(Thomas Y oung)

1773年6月出生在英国的一个富裕家庭,青年时就多才多艺,通晓希腊语、拉丁语、法语、意大利语等语言,能演奏多种乐器,先后在伦敦、爱丁堡、哥廷根学医,于1796年获哥廷根医学博士学位,1799年开始行医。

托马斯·杨的光学研究,始于对视觉器官的研究,他第一个发现眼球在注视不同距离的物体时会改变晶状体的曲率。

1800年发表了《关于光和声的实验问题》,对光的微粒说提出异议:①既然发射光微粒的力是多种多样的,为何所发的光的速度相同?②光由一种媒质进入另一种媒质时,为何同一类光有的被反射,有的透射?托马斯·杨认为光和声音类似;根据水波的叠加现象,声波也会由于叠加而出现声音的加强和减弱,光波也应如此。并首先提出“干涉”术语。

1801年发表《光和色的理论》,以假说的形式阐述了光的波动理论:整个宇宙充满了以太,光是发光体在以太中激起的波动,光的颜色取决于光波动的频率。并提出著名的干涉原理。

干涉原理:“同一束光的两个不同部分,以不同的路径要么完全一样地,要么在方向上十分接近地进入眼睛,在光线光程差是某个长度的整倍数的地方,光就增强,而在干涉区域的中间部分,光将最强。对于不同颜色的光来说,这个长度是不同的。”为了验证自己的理论,托马斯·杨作了著名的杨氏双缝干涉实验。

杨氏双缝干涉实验:屏上出现了彩色干涉条纹。

托马斯·杨对牛顿环的解释;实验中出现的明暗条纹,就是由不同界面反射出的光的互相叠加产生干涉的结果,位相相反的叠加互相抵消,位相相同的叠加相互加强。并用牛顿环第一个测出了在空气中红光和紫光的波长分别约为1/36000英寸和1/60000英寸。

用干涉原理对光的衍射的解释:1803年发表《关于物理光学的实验和计算》,文中通过一实验对光衍射现象进行了解释:用一束光照射一条宽约1/30英寸的硬纸条,观察投射到墙上或屏上的影子。“在阴影的两侧可看到这种彩色条纹,阴影本身也被较细的条纹所分割,阴影的正中间却是白色的。这些条纹是通过硬纸条边缘时发生了折射---确切的说发生了绕射---后进入阴影区产生的联合效应。”

托马斯·杨不足:缺少严密的数学分析,理论探索主要依赖于类比法。所以在当时的英国,他的研究未受重视,反而遭到了攻击,后来一度转向了语言学研究。

4.菲涅耳(Augustin Jean Fresnel):

法国人,工程师,精通数学。1815年向法国科学院提交第一篇关于光的衍射的论文,以子波相干叠加的思想补充了惠更斯原理,发展成为惠更斯—菲涅耳原理。他认为:“在任何一点的光源振动,可以看作在同一时刻传播到那一点上的光的元振动的总和,这些元振动来自所考察的未受阻拦的波的所有部分在它以前位置的任何一点的各个作用。”

独立发现了光的干涉原理(但晚于托马斯杨)

1814和1818年,设计了两个著名的双光束干涉实验:菲涅耳双棱镜实验和菲涅耳双面镜实验,巧妙获得相干光源,消除了微粒说者对托马斯杨的双缝实验的非难和曲解。

泊松亮斑

为了推进微粒说的发展,1818年法国科学院提出了有奖征文,菲涅耳在阿拉果的鼓励和支持下,提交了应征论文:他以严密的数学推理,从横波的观点出发,圆满的解释了光的偏振,并用半周带法定量的解释了圆孔、圆板等形状的障碍物所产生的衍射花纹,推出的结果与实验符合的很好。在评审菲涅耳的论文时,法国数学物理学家泊松应用菲涅耳对光绕过障碍物衍射的数学方程证明:如果在光束传播路径上放置一块不透明的圆板,则在放在其后的屏上,应观察到圆板黑影的中央出现一个亮斑。称为泊松亮斑。菲涅耳做了一个实验,果然在阴影的中央出现了一个亮斑。托马斯杨的双缝干涉实验和波松亮斑证实了光的波动性。

马吕斯关于偏振现象的发现:

1808年底的一个傍晚,马吕斯通过方解石晶体眺望日落时卢森堡宫的窗子时,只能看到一个太阳的像,后来他用蜡烛光进行了实验,在一篇文章中他写到:“…通过一晶体去看反射在该物体或液体表面的蜡烛的像时,我们大体上可以看到两个像;但如果以视线为轴,将晶体沿该轴转动的话,则一像的亮度减小而另一像的亮度增加。但若超过了某种限度,那

么以前亮度削弱的像又开始增强其亮度,而以前亮度增加的像的亮度相应变弱。我们必须大致测定光度最弱的一点,…以使两像之一完全消失为止。在该距离确定以后,如果我们继续慢慢的转动晶体,我们就可以觉察出,每转动1/4周,两像之一就交替的消失一次。”马吕斯称其为“光的偏振”。

马吕斯关于偏振现象的解释:

马吕斯用微粒说的观点进行了解释,他认为,光粒子不是球形的,他们像磁石有两个极,在通常的光线中,光粒子在空间中取向杂乱无章,当光从玻璃表面或水面上反射时,光粒子会自行分类。当光以某一特定角度入射时,这种分类最彻底,所有反射出的光粒子取向一致,是完全“极化”的。

偏振现象的发现及其解释,对光的波动说是一严峻挑战。托马斯·杨写信给马吕斯说:“您的实验证明了我采用的理论有不足之处,但是这些实验并没有证明它是虚伪的。”

1814年托马斯·杨首先提出:可用干涉原理解释偏振现象,但其解释却不完善。在托马斯·杨的启发下,1816年至1818年菲涅耳与阿拉果合作进行了一系列实验,试图找出干涉原理与偏振的关系,他们发现:通过方解石分离出的两列折射光之间不会产生干涉现象。1817年1月和1818年4月托马斯·杨先后两次写信给阿拉果,讨论有关偏振问题,并把光比作绳索和弦的振动,建议他们把光看成一种横波。阿拉果把信给菲涅耳,菲涅耳立即看出:这一比喻为互相垂直的两束偏振光不能相干提出了解释。并于1819年发表了《关于偏振光线的相互作用》,于1821年发表了光的横波性理论。托马斯·杨和菲涅耳的发现,标志着光学进入了新的发展时期---弹性以太光学时期。1850年傅科测定了光在水中和空气中的速度,给光的粒子说以最后的打击,从此光的波动说占据了统治地位。

19世纪60年代,麦克斯韦发表了电磁场理论,并计算出电磁波的传播速度和光速相等,明确提出光是一种电磁波。揭示了光和电磁波的统一性。约20年后被赫兹实验证实。

三光的波粒二相性

19世纪末20世纪初,光学的研究深入到光的产生、光与物质的相互作用等领域,由于光的波动说无法解释光电效应,但粒子说可以解释。爱因斯坦为此提出了光的波粒二相性理论。21世纪……面对牛顿如日中天的气势,杨以不唯名的勇敢精神说:“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并因此非得认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”设计了杨氏双缝实验,证明了光的干涉现象。

§3. 光速的测定

光在真空中的传播速度是一个极其重要的物理量,能否准确测定是物理实验技术水平和理论水平的标志。

一早期的实验

在光速的问题上物理学界曾经产生过争执,开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间,是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快,但却是可以测定的。

1607年,伽利略进行了最早的测量光速的实验:在已知距离的两个高山峰上,放两盏灯,利用接收灯闪亮的时间去除间距,来测光速,但误差较大。

二天文学方法

1.由木卫蚀测量光速

由丹麦人奥罗斯·罗末(1644-1710)于1675年提出。木星有13个卫星,I0(木卫一)是木星的一颗卫星,绕木星旋转一周的时间约42小时28分16秒,因此在地球上看I0蚀也应是42小时28分16秒一次,但他在观测木卫I的隐食周期时发现:在一年的不同时期,它们的周期有所不同;在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的,由于地球在公转轨道上转动,两次观测木星时地球在自己轨道的位置不同,导致木星与地球的距离不一样,从I0发出的

光信号到达地球的时间也就不同。用两次木卫蚀的时间差去除两次木星与地球的距离差,即可求得光速。他还推断出光跨越地球轨道(两次木卫蚀地球距I0的距离差)所需要的时间是22分钟。1676年9月,罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度,观测并最终证实了罗麦的预言。

罗麦的理论没有马上被法国科学院接受,但得到了著名科学家惠更斯的赞同。

惠更斯根据他提出的数据第一次计算出了光的传播速度:214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远,但这个结果的错误不在于方法的错误,只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测,现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒,很接近于现代实验室所测定的精确数值。

意义:揭示了光的传播需要时间,即光速有限。

2.由光行差测量光速

18世纪20年代,英国天文学家布拉德雷(Bradley)发现了恒星的光行差现象,再次证明了光速有限,并算出了光速值。

1725—1728年间,布莱德雷在地球上观察恒星时,发现恒星的视位置在不断地变化,在一年之内,所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周.他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间,而在此时间内,地球已因公转而发生了位置的变化.如右图,若当人从B点运动到A时,恒星发出的光线从C点传播到A,则光速和地球的公转速度之比为:c/v=CA/BA=tanα,由此测得光速为:C=299930千米/秒。三光速的实验室测定

1849年,法国人菲索(1819-1896)用齿轮旋转法测得光速为3.15×108米/秒。他是第一个首次证明光速可以在实验中测得的人。另外,法国人傅科、美国人纽克姆等都对光速测定做过贡献。

1.旋转齿轮法:

1849年法国物理学家斐索首次在实验室利用齿轮的旋转测定了光速。其装置如下:控制齿轮转速,使其由零逐渐增加,观察者开始将看到闪光,当齿轮旋转而达到第一次看不到光时,齿缝被齿所代替,再增加转速,当看到光且不再闪时,说明光往返的时间和齿轮转过一齿的时间正好相等。据此即可算出光速。菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度,用这种方法很难精确的测出光速。

2.傅科的旋转平面镜法

1850年斐索的朋友和合作者傅科设计了旋转平面镜法测定光速,如下图所示。所测速度为298000±500千米/秒。

傅科测定水中光速

光线经旋转镜m反射到M和M?,T管中装有水,一束光经空气折返,一束光经水折返。结果证明,两光束所用时间不同。

3.阿尔伯特·迈克尔逊(1926)旋转棱镜法

迈克尔逊从1879年开始对光速进行了长达50年的测量工作,基本上沿用了傅科的方法,后来将斐索的齿轮法和傅科的转镜法相结合,创立了棱镜旋转法。

棱镜旋转的转速可以测定,由发光和接收光的时间、棱镜转速和光来回传递距离的数学关系,可以导出光速来。

转镜是一个正八面的钢质棱镜,从光源S发出的光射到转镜面R上,经R反射后又射到35公里以外的一块反射镜C上。光线再经反射后又回到转镜。所用时间是t=2D/c。在t 时间中转镜转过一个角度。实验时,逐渐加快转镜转速,当转速达到528转/秒时,在t时间里正好转过1/8圈。返回的光线恰恰落在棱镜的下一个面上,通过半透镜M可以从望远镜里看到返回光线所成的像。用这种方法得到c=299796±4公里/秒。

1907年,阿尔伯特·迈克尔逊是第一位获诺贝尔物理奖的美国科学家。

4.其他方法

①克尔盒法:1928年,卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年,贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。

②微波谐振腔法1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速.在他的实验中,将微波输入到圆柱形的谐振腔中,当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时,谐振腔的圆周长πD 和波长之比有如下的关系:πD=2.404825λ,因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长,而直径则用干涉法测量;频率用逐级差频法测定.测量精度达10-7

.在埃森的实验中,所用微波的波长为10厘米,所得光速的结果为299792.5±1km/s .

③激光测速法1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速.这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速(c=νλ).由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高,所以用激光测速法的测量精度可达10-9,比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍.

1972年,埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值:299792457.4±0.1米/秒。

根据1975年第十五届国际计量大会的决议,现代真空中光速的最可靠值是:

c =299792.458±0.001km/s

光速的理论值为

s km c /50.299792/100==με 顺便指出一点:各种测量光速的方法,得到的结果都很一致,这也成为光速不变性的一个有力佐证。

四 超光速问题

对光速极限这个结论要加几点注解。

有一种不正确的理解,认为光速极限是一切速度的极限。实际上,光速只是物体运动速度的一种极限,或能量传递速度的一种极限。如果不注意这个条件,一般地谈速度。那么,超光速的现象在物理学中是存在的。

举一个极常见的例子。在节日的晚上,当探照灯射向高空的云层时,由于云层的反射,你会在云层上看到一个亮点。当地面上的探照灯慢慢转动时,亮点却以极快的速度在运动。如果能有足够高的云层,这个亮点的速度就可以超过光速。这时,沿着亮点运动的轨道并没有能量的传递,所以它的速度并不受光速极限的限制。

七十年代以来,射电天文观测的分辨率大大提高。利用所谓甚长基线干涉仪,则其分辨率相当于站在拉萨古城可以看清

哈尔滨的一张邮票。用这种技术发现,许多类星体中包含两个相对称的射电子源。更有趣的是,发现有的类星体两个子源的间距在不断地增大。由间距增大的速率可以推算出两个子源的分离速度。对于 3C345,3C273,3C279等几个类星体,这个分离速度都超过光速,有的甚至达到光速的十倍!

有一种解释这种超光速的模型,就是认为类星体的中心母体喷射出两股相反方向的粒子流(相当于探照灯的光),它照射在星系际介质上(相当于高空中的云),从而激起射电辐射(相当于亮点)。因此,只要中心母体有小的摆动。粒子流照射所激起的辐射区就会迅速地移动。光速不是这种辐射区移动速度的极限,因而超过光速是许可的。

当然,“探照灯”模型只是超光速运动的一种可能的解释。还有许多其它模型也都可以解释超光速现象。目前这个问题还没有公认的合理解释,需要进一步的观测以检验哪一种机制更加合理 。

五 “以太漂移”的测定

1.早期对“以太”的认识:

①古希腊时期,亚里士多德假想月球以上的天体是由第五种元素“以太”构成;

②17世纪中期,笛卡儿提出“以太旋涡”假说:宇宙空间充满一种稀薄的“以太”物质,并围绕各个天体旋转形成旋涡,吸引周围的物体向中心靠拢;

③惠更斯认为光是一种机械波,“以太”就是传播光波的媒质;

④进入19世纪,法拉第把“以太”看作是力线的载荷物;麦克斯韦也用以太运动解释电磁现象,至19世纪末,物理学界普遍认为“以太”是电、磁、光现象的共同载体。

2.“以太”的运动观:

1818年菲涅耳提出静止以太说:地球对于以太来说,是由极为多孔的物质组成,以太在其中运动几乎不受任何阻碍,地球不能或只能极其微弱的拖曳以太。

1845年斯托克斯提出完全拖曳说:认为地球表面,以太与地球有相同的速度,只有在远离地球的地方,以太才不能被拖曳,处于静止状态。

1851年菲索提出部分拖曳说:他用顺着和逆着水流行进的两束光干涉的实验说明了以太既不是完全静止的,也不是完全被拖曳,只是部分被拖曳。其拖曳程度由物体的性质决定。如空气不能拖曳以太,水可以部分拖曳。

至19世纪末,人们基本形成了这样一种认识:宇宙间充满了以太,它是绝对静止的(绝对空间的参照物);天体在以太中穿行,但并不拖曳以太;以太渗透到一切物体中,并被部分拖曳,但却不受大气运动的影响。

3.“以太漂移”的测定

①斐索的流水实验

1851年,斐索在流水中比较光速,实验原理如下图,光源发出的光经半透镜反射进入两狭缝S1和S2形成两光束,进入水管,一束顺水流方向,一束逆水流方向,均经反射镜M 反射,在S…处会合发生干涉。观察干涉条纹可以检查因受水流曳引形成的光程差。假如水中的以太不被流水曳引,两束光在水中的速率是一样的,无论水是否流动,干涉条纹都不会发生变化。如果以太被流水曳引,拖曳系数为k,水流的速度为v,则以太被拖曳的速率为kv;两束光在流水中相对于地球的速率就不相同,于是便能看到干涉条纹的变化。光在流水中相对于地球的速度为:c’=c/n±kv,斐索通过实验测得k=0.46,表明水中的以太被部分拖曳。(1817年,菲涅耳通过理论导出以太被物体拖曳的常数为1-1/n2。对水而言,其值为0.438,两结果一致。)

根据菲涅耳理论,对于地球表面的空气,n≈1,所以k=0。表明空气对以太没有拖曳作用。但是这一公式的意义,当时并没有被人所理解。直到爱因斯坦建立了相对论才得到圆满的解释。

②迈克耳逊干涉仪:

1881年迈克耳逊设计了一种干涉仪,如图,用于寻找绝对静止的以太是否存在。

当两光束有一定光程差时,在d处则出现干涉条纹。如果以太是静止不动的,则由于地球绕太阳的运转,地球表面应有“以太风”刮过。这以太风相当于斐索实验中水的流动。如果把仪器转动90度,则必然会出现条纹的移动。通过推导,条纹的移动量为:Δ=c·δt /λ ,估计应有0.4条纹的移动,但实验结果只有0.1条纹的移动,而这一微小数值可以理解为实验中的误差。

1887年迈克尔逊与莫雷合作,对仪器改进后又进行了更精密测量:将整个光学系统安装在大石板上,再将石板浮在水银槽上,可以自由旋转改变方位。光路经多次反射,光程可达11米。但结论仍是“零结果”。因此得出:⑴以太被完全拖曳;⑵根本不存在以太。

早在1728年,英国天文学家布来得雷在他的光行差实验中,就已判明以太没有被太阳拖曳(洛奇的转盘实验也证明以太静止),以太相对于太阳是静止的。

迈克尔逊和莫雷仍倾向于完全曳引假说,但从完全曳引假说必然会得出这样一个结论:在运动物体表面有一速度梯度的区域,如果靠得很近,总可以觉察出这一效应。

③洛奇的转盘实验

1892年,英国物理学家洛奇做了一个钢盘转动实验,以实验“以太”的漂移。他把靠得很近的大钢锯圆盘(直径3英尺)平行的装在电机的轴上,使其高速旋转(可达4000转/分)。一束光经半透镜分为两路,分别沿相反方向在钢盘之间走三圈,再回合于望远镜产生干涉条纹。

如果钢盘转动拖曳周围以太旋转,则两路光线将产生时间差,造成干涉条纹移动。

但实验结果为:不论钢盘转速如何,钢盘正转或反转,造成的条纹移动都在误差范围以内。从而证明以太静止。所以迈克尔逊—莫雷实验的“以太风的零结果”表明:以太根本不存在。

§4. 光谱的研究

一光谱的早期研究

※1666年牛顿的色散实验开始了光谱研究的历史,由于他用圆孔作光阑,并没有观察到光谱谱线。

※1748年-1749年间,英国的梅耳维尔用棱镜观察了多种材料的火焰光谱,包括纳的黄线。

※1800年,英国天文学家赫谢尔测量了太阳光谱中各部分的热效应,发现红端辐射温度较高。他注意到红端以外的区域,也具有热效应,从而发现了红外线。

※1801年,德国科学家里特(Ritter)发现在光谱紫色的外侧仍能使氯化银变黑,且比紫光的化学作用更强烈,从而发现了紫外线。

※1802年沃拉斯顿(Wollaston)观察到太阳光谱的不连续性,发现中间有多条黑线,但他误认为是颜色的分界线。

※1803年托马斯杨的干涉实验提供了测量波长的方法.

※德国物理学家夫琅和费对太阳光谱进行了深入研究,1814-1815年他向慕尼黑科学院展示了自己编绘的太阳光谱图,内有多条黑线,并对其中八根显要的黑线标以A、B…H等字母(称为夫琅和费线)。这些黑线后来成为比较不同玻璃材料色散率的标准,并为光谱精确测量提供了基础。

1821年-1822年期间,夫琅和费详细地研究了衍射现象,在波动说的基础上导出了从衍射图形求波长的关系式,确定了主要暗线的波长,如λD=588.77μm.

发明了衍射光栅,最初用金属丝等距排列起来作为衍射光栅;后来建造了刻纹机:将金箔贴在玻璃板上,用金刚石在金箔上刻痕,作成透射光栅。

二光谱分析的诞生

1.前奏

在夫琅和费之后,许多人对光谱进行了实验研究,认识到光谱与物质的化学成分有关,从而导致光谱分析的诞生。

1832年布儒斯特发现透过发烟硝酸的太阳光的光谱中有暗线和光谱带,他认为,这些暗线产生于地球大气对光的吸收,或是太阳大气对光的吸收。

1845年英国化学家米勒研究了金属盐类火焰的吸收光谱和发射光谱,证实了钠的明线和太阳光谱中的D线恰好相合。

1849年傅科把苏打涂在弧光灯碳棒的前端,首先在D线位置得到暗线,如果让太阳光通过,则太阳光谱中的D线明显变暗。由此得出结论:同一电弧在产生D线的同时,还吸收别处来的D线。

以上实验和发现,为德国物理学家基尔霍夫与本生创建光谱分析理论开辟了道路。

2.光谱分析理论的建立:

1859年,基尔霍夫对光的吸收和发射之间的关系作了深入研究。他和本生(Bunsen)合作研究了各种物质的火焰光谱和火花光谱,正确解释了夫琅和费线,在当年发表的论文中,他写到:“这种研究使我们从吹管火焰中的光谱去认识复杂混合物的定性成分。…可以使我们作出关于太阳大气、和或许关于较亮恒星大气的成分的结论。”通过实验,他们认为:太阳大气中有钠、钾,但没有锂,或数量相当少。在他们合写的论文《借助光谱观察进行化学分析》中指出:“无论含有金属的化合物的位置何等不同,也无论这些单独火焰的温度的差别是何等巨大,都不会对相应的个别金属的谱线位置发生任何影响。”这一结论为化学分析提供了强大的武器,为物理学开辟了光谱分析的新领域。

三 巴尔末发现氢光谱规律

1.埃格斯特朗的“标准太阳光谱”图表

1868年,瑞典阿普沙拉大学的物理学教授埃格斯特朗发表“标准太阳光谱”图表,记有上千条夫朗和费线的波长,以10-8cm 为单位,精确到六位有效数字,为光谱工作者提供了极其有用的宝贵资料。为了纪念他,后来将10-8cm 命名为埃格斯特朗单位,记为1?。

2.埃格斯特朗首先找到氢光谱的谱系

1868年埃格斯特朗从气体放电的光谱中找到了氢的红线(H α),并证明它就是夫朗和费从太阳光谱发现的C 线,后来又发现了另外几根可见光区域的氢谱线,测量了它们的波长。

3.氢光谱的拍摄

1880年,胡金斯(Huggins)和沃格尔(V ogel)成功地拍摄了恒星的光谱,发现氢的光谱线一直扩展到紫外区,组成一光谱系。这个光谱系非常有规律:从红线到紫外区,一根接着一根,密度逐渐增加。

4. 巴尔末(Balmer,1825-1898)发现氢光谱规律

19世纪80年代初,光谱学取得很大发展,积累了大量数据资料。如何从浩繁的光谱资料中找出其中的规律?是摆在物理学家面前的任务。巴尔末,瑞士的一位中学数学教师,在巴塞尔大学教授哈根拜希(E.Hagenbach)的指点下将氢光谱的规律总结出来,于1884年6月25日向全国科学协会报告了自己的发现: ,5,4,3222=-=n n m m

B λ

次年发表了论文《论氢光谱系》。

由于埃格斯特朗对氢谱线的精确测量,提供了氢的可见光部分的四条谱线的精确波长,从中巴尔末提出了一个共同因子:B=3645.6×107

毫米。在论文中他这样写到: “埃格斯特朗对氢谱线的精确测量使我有可能为这些谱线的波长确定一个共同因子,以最简便的方法表示这些波长的数量关系,于是我逐渐达到了一个公式,至少可以对这四条谱线以惊人的精度得到它们的波长,这一公式是光谱定律的生动表示式。” “氢的前四根谱线的波长可以从这一基数相继乘以系数9/5、4/3、25/21、9/8。初看起来没有构成规则数列,但如果第二项与第一项分子分母分别乘4,则分子为32、42、52、62,而分母相应地差4。” “如果用这些系数和基数3645.6计算波长,以10-7毫米为单位,得下列数:

“公式计算结果与观测数据偏差最大不超过波长的1/40000,这个偏差可能就在观察的可能误差范围之内。这真是一个极好的证据,说明埃格斯特朗是以何等高超的科学技巧和细心从事这项工作的。”

巴耳末公式的发现过程:

根据他当年的手稿和旁人的回忆,他可能是这样建立巴耳末公式的:

①开始,巴耳末采用在谱线间寻找谐和关系的办法,后来感到这个不符合谱线的实际情况,随即放弃;

②借助几何图形领悟到谱线波长趋近于某一极值,又从几何图形推测出平方关系,经反复校合,确定埃格斯特朗的数据最为精确,并找到了这个因子。

③后来在哈根拜希教授的帮助下,将建立的公式与紫外区的第五根氢谱线核对,证明也是正确的,才有把握公之于众。

由于巴尔末公式的发现,光谱成因的神秘大门被打开了,人们研究原子内部结构,又有了一个新的依据,此后光谱规律不断被揭示, 一门新的系统的科学——原子光谱形成了。

四 里德伯的普遍公式

1.1871年,G .J.斯坦尼第一次尝试用波长的倒数表示光谱线,并取名为波数。在1871年《英国学会报告》中报道:“用这个尺度(指波数)对研究有很大方便,光谱线系可表示成等距的。”

2.1883年,哈特莱(Hartrey)用波数表示法取得重大成功,他发现所有三重线的谱线系(如锌光谱),如用波数表示,同一谱线中各组三重线的间距总是相等的。利夫因和杜瓦也得到类似结果,1885年,考尔纽观察到坨和铝的紫外光谱中也有类似情况等。

3.1890年,里德伯在《哲学杂志》上发表文章,题为《论化学元素线光谱的结构》,列举了大量光谱数据,对光谱规律作出总结:()200μ+-=m N n n

n 是波数,m 是正整数,N 0=109721.6,对所有谱系均为一共同常数,n 0和μ是某一谱系的常数。

4.1908年,里兹(Ritz)提出组合原理,把公式表示为光谱项之差:ν=T 1-T 2。并发现任何两条谱线之和或差往往可以找到另一谱线,他预言氢谱H α与H β之差可得一新谱线。果然帕邢于1908年从红外区找到并发现了氢的帕邢线系。

问题:

光谱的成因?光谱规律的解释?光谱与物质结构的关系?等等

思考题

1. 简述17世纪几何光学的主要成就。

2. 牛顿是如何进行色散实验的?这个实验的意义是什么?

3. 光的微粒说与波动说各自的主要论点是什么?

4. 试述托马斯·杨对光学的主要贡献。

5. 惠更斯队双折射的研究有什么贡献?马吕斯队双折射的进一步研究说明了什么问题?

他们对光的本性的认识有什么重要意义?

6. 菲涅尔对于干涉和衍射的研究有哪些特点?

7. 菲涅尔与夫琅和费对光的衍射的研究,从方法上各有哪些特点?

8. 简述光速测定的演变过程。

9. 简述19世纪对太阳光谱研究的主要进展。

光学发展简史

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'2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 '2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离,则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离,且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束,而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜,镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜,孔阑在物镜的象方焦面上,构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小,而且要求象面上有均匀的照度,故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像,为获得大孔径并保证轴上点成像质量,显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求: 1'120202β?=≤f y

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现代光学的发展 众所周知,因为有了光,人们才能看见这个色彩斑斓的世界,才能在这世界上生存。因此在我们的生活中有许许多多的光现象及其应用的产生。无论是建造艺术,还是雕塑、绘画及舞蹈艺术等众多领域都离不开光的存在,也因为有了光的存在,使其更加的炫目夺人。 那么,光在于现代是如何发挥它对人类的作用的呢?而光又是如何发展成 为现代光学呢? 20世纪中叶随着新技术的出现,新的理论也不断发展,由于光学的应用十 分广泛,已逐步形成了许多新的分支学科或边缘学科。几何光学本来就是为设 计各种光学仪器而发展起来的专门学科,随着科学技术的进步,物理光学也越 来越显示出它的威力,例如光的干涉目前仍是精密测量中无可替代的手段,衍 射光栅则是重要的分光仪器,光谱在人类认识物质的微观结构(如原子结构、分 子结构等)方面曾起了关键性的作用,人们把数学、信息论与光的衍射结合起来, 发展起一门新的学科——傅里叶光学把它应用到信息处理、像质评价、光学计 算等技术中去。特别是激光的发明,可以说是光学发展史上的一个革命性的里 程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能,自从 它问世以来,很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医 疗、农业等极为广泛的技术领域,取得了优异的成绩。此外,激光还为同位素 分离、储化,信息处理、受控核聚变、以及军事上的应用,展现了光辉的前景。 光学是物理学的一个分支, 是一门古老的自然学科, 已经有数千年发展历 史。在十七世纪前后, 光学已初步形成了一门独立的学科。以牛顿为代表的微 粒说和与之相应的几何光学;以及以惠更斯为代表的波动说和与之相应的波动 光学构成了光学理论的两大支柱。到十九世纪末, 麦克斯韦天才地总结和扩充 了当时已知的电磁学知识, 提出了麦克斯韦方程组, 把波动光学推到了一个更 高的阶段。然而, 人们对光的更进一步的认识是与量子力学和相对论的建立分 不开的。一方面, 十九世纪及其以前的光学为这两个划时代的物理理论的建立 提供了依据。另一方面, 这两个理论的建立, 更加深了人类对光学有关现象的 深入了解。从十七世纪到现在,光学的发展经历了萌芽时期、几何光学时期、 波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期等五大历史时期。

关于携程网经营模式的调查报告

关于携程网经营模式的调查分析 携程网企业简介 ●携程旅行网是中国旅游业第一家在美国纳斯达克上市的公司。 ●创立于1999年得携程网的总部在中国上海,下有北京,广州,深圳,香港四个分公司, 并在全国二十多个大城市设有分支机构,现有员工二千余人,是中国最大的旅游电子商务网站。携程成功整合了高科技产业与传统旅行业,向超过5000万会员提供集酒店预订、机票预订、旅游度假、商旅管理、特约商户及旅游资讯在内的全方位旅行服务,被誉为互联网和传统旅游无缝结合的典范。 ●产品覆盖中国绝大多数城市及海外主要商务城市,是行业内无可争议的领导者。 携程网的商业模式 ●携程在某种意义上算是一个电子商务网站,就其作用而言,它是一个网上机票和酒店的 销售渠道商,在携程的货架上,卖的是全国许多酒店的房间和航空公司的机票,这样的商品没有库存,没有成本,它是通过给酒店和航空公司做网上销售获取中间的佣金。●在实际预订操作上,携程开发了“实时控房系统”和“房态管理系统”。 ●携程的价值在于掌握了供应商和客户双边的资源。 携程网的收入来源及盈利模式 ●预订酒店代理费。 ●预订机票代理费。 ●广告费。 ●度假产品,自助游与商务游中的酒店、机票预订代理费。 ●商旅服务费用。 ●预订旅游门票、订餐佣金以及旅游书籍销售收入。

携程旅行网的盈利模型主要由网站、上游旅游企业(目的地酒店、航空票务代理商、合作旅行社)和网民市场构成。 携程网的产品构成 ●国内酒店预订(接受国内一线、二线城市,地级以上城市国际酒店、星级酒店、经济型 酒店等多数酒店在线预订。) ●团购特惠(针对部分酒店特价优惠活动) ●海外酒店(接受部分海外城市知名酒店预订) ●国内及国际机票(单程、往返、联程) ●旅游度假(国内、国际精品度假景区产品,包含签证、租车等商务产品) ●高铁(目前试运行期,高铁、动车及部分火车票代购) ●美食订餐(接受上海市内社会餐饮、主题餐厅及特色餐厅订餐服务) ●时令推荐(时令精品旅游景区线路推荐及预订) ●驴评网(携程评价及驴评网评价是目前国内酒店、景区的权威评价,驴评网更是会员对 地区相关各行业的综合评判社区) 携程网的核心技术优势 ●通过“房态管理系统”,携程网能够跟所有会员酒店实现信息同步,而通过“实时控房系 统”,携程还可以预先在酒店控制一些房间,客户通过携程预订房间,携程当时就可以确认。换句话说,合作酒店实际上成为了携程货架上自己出售的产品,携程更像是全国所有合作酒店的集团酒店,而不是单纯扮演一个中介的角色。 ●程建立了一整套现代化服务系统,包括:客户管理系统、房量管理系统、呼叫排队系统、 订单处理系统、E-Booking机票预订系统、服务质量监控系统等。2010年携程还推出“一网三客户端”,大规模进入手机在线预订领域。依靠这些先进的服务和管理系统,携程为会员提供更加便捷和高效的服务。

我国光学加工技术的发展历史

我国光学加工技术的发展历史 发布日期:2008-03-05 我也要投稿!作者:网络阅读:[ 字体选择:大中 小 ] 我国光学仪器的加工技术,虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用,但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力,方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期,光学行业的设备陈旧,工艺落后。进入第一个五年计划后,加工工艺主要是采用“苏联”的工艺,设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备,二十世纪六十年代初期,国内个别厂家由德国引进了先进设备(如铣磨机和光学对中心磨边机),受到这些设备的启示,国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机,由于设备和工艺的改进,加工效率有很大的提高,但是后来受政治形势的影响,光学工艺的革新受到冲击,刚见成效的工艺革新,就此停止。 二十世纪七十年代中期,对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标,即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力,这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。 光学工业实现了光学冷加工“四化”,为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产,又提出了光学零件制造的新四化,即抛光高速化,清洗超声化,辅助工序机械化和辅料商品化。“新四化”,虽然受到了管理体制改变的影响,在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想,但全部实现了。二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨,通过科研人员和课题组的努力,均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破,引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用,为了我们进一步提高光学加工的科研水平,奠定了雄厚的基础,为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面,而在加工设备,加工工艺,加工模具,以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理,光学零件加工工艺因素,光敏胶,PH值稳定剂,光学导电膜,易腐蚀玻璃保护膜;PJM-320平面精磨机,QJM220球面精磨机,QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机;光学零件复制法;光学零件超声清洗代替清擦,光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等,真是不胜枚举。这些科研成果,不但通过了部级鉴定,而且均获得子部级奖励或国家发明将。进入九十年代后,在中国光学行业有了更大的进展,这是由于光学产品出口,光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击,而单件光学加工在光学批量生产中占据了统治地位。 本世纪初,我国光学制造业已取得了辉煌的成果,进入了发展的高峰,已形成了很强的生产能力。据有数字统计的资料,我国光学制造能力已超过了五亿件/年,当然这不包括,一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好,在世界上也好,中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的,但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件,大部分企业不能长期稳定生产,不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因:a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业,没有“光学工程”的承包单位。 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事,必先利其器”。

二组携程旅行网盈利模式分析

携程旅行网的盈利模式分析盈利模式类型分析:携程旅行网属于分类信息模式, 信息内容是旅游信息。携程旅行网的基本信息: 携程旅行网创立于1999年,总部设在中国上海。携程旅行网向超过五千余万注册会员提供包括酒店预订、机票预订、度假预订、商旅管理、高铁代购以及旅游资讯在内的全方位旅行服务。产品及服务:旅游度假产品、酒店预订服务、高铁代购服务。发展历程:1999年—— 到2005年,由一个刚刚建立的网站发展成为一个拥有1000万多会员的一个大型网站。携程旅行网于2003年12月在美国纳斯达克成功上市。2011年携程是第一个在重庆成立分公司的著名在线旅游企业。携程旅行网已经成为中国领先的在线旅行服务公司, 被誉为互联网和传统旅游无缝结合的典范。 携程旅行网的业务结构: 携程网作为旅游电子商务的中介网站,主要连接上旅游企业(目的地酒店、航空票务代理商、合作旅行社和网民市场,以商旅客户为主,同时也将观光和度假游客列为其中要的目标客户。以提供酒店和机票预订业务为主,同时还将酒店与机票预订整合成自助游和商务游产品。对于商旅客户,携程还提供差旅费用等管理咨询等相应服务。在与其他旅行社合作的情况下,携程也推出了一些组团线路。在这当中客户通过携程旅行网订购酒店、出外旅行,既方便由省时间,还可以省钱。而供应商通过携程旅行网,可以获得巨大的客户来源。这样两者都有利可图,而携程旅行网就在这当中获取额外的收入。 商业盈利模式 携程旅行网是通过网上交易,作为中间商,获取中间的利润的方式来赚钱的。 携程旅行网像新浪、搜狐等网络用户整合了传统媒体新闻产品与资源,通过中间市场把供应商和消费者连接起来。作为一个独立的资源整合体,携程一只手掌控着全国近数十万会员客户,另一只手,则与全国数千家酒店、所有的航空公司紧密相连。而许多企业通过携程网这个信息平台,建立了旅游需求方和酒店、旅行社和航空铁路等

携程网调研报告

携程网调研报告 班级:旅游管理1001班 调研团队:周欠欠 朱梅艳 周丽君 张金新

目录 一,调研概要............................................... (一)调研目的........................................ (二)调研对象........................................ (三)调研过程........................................ 二,调研结果及分析......................................... (一)企业概况....................................... (二)运营现状....................................... (三)主要优势........................................ (四)存在问题........................................ (五)行业情况........................................ (六)发展前景....................................... 三,建议与总结

一调研概要 (一)调研目的 以大学生调研的身份进入携程网企业,了解携程网企业信息,了解携程网在中国的发展现状及其未来发展方向。 (二)调研对象 调研对象界定为携程网。 主要的调研内容:携程网的概况,运营现状,优势劣势,所处的行业情况,发展前景等。 (三)调研过程 网上搜集有关携程网的资料,图书馆借阅携程网带你旅游之类书籍,调查济南相关旅行社了解携程网信息。 二调研结果及分析 (一)企业概况 中国领先的在线旅行服务公司,创立于1999年,总部设在中国上海。目前已在北京、广州、深圳、成都、杭州、厦门、青岛、南京、武汉、沈阳等十个城市设立分公司,员工超过5000人。于2003年12月9日在美国纳斯达克成功上市,是中国领先的综合性旅行服务公司。 携程旅行网向超过五千余万注册会员提供包括酒店预订、机票预订、度假预订、商旅管理、高铁代购以及旅游资讯在内的全方位旅行服务。目前,携程旅行网拥有国内外五千余家会员酒店可供预订,是中国领先的酒店预订服务中心,每月酒店预订量达到五十余万间夜。在机票预订方面,携程旅行网是中国领先的机票预订服务平台,覆盖国内外所有航线,并在四十五个大中城市提供免费送机票服务,每月出票量四十余万张。 (二)运营现状 (1)发展历程 1999年10月携程网开通 2002年03月酒店预订量创国内酒店分销业榜首 2003年10月机票预订网络覆盖国内35个城市 2003年12月在美国纳斯达克上市创纳市3年来开盘当日涨幅最高纪录 2004年02月与上海翠明国际旅行社达成合作进军度假市场 2004年09月与招商银行联合推出国内首张双币种旅行信用卡 2004年10月推出全新360°度假超市,首推休闲度假旅游概念 2005年09月注册会员数突破1000万人 2006年03月进军商旅管理市场 2008年03月携程旅行网英文网站全新上线 2009年11月携程杯授予为“世博游”指定旅行社 2010年04月“携程无线”手机网站正式上线 2010年05月携程信息技术大楼在江苏南通正式落成 (2)公司理念

光学发展简史

光学发展简史-萌芽时期 中国古代光学萌芽及发展 中国古代对光的认识是和生产、生活实践紧密相连的。它起源于火的获得和光源的利用,以光学器具的发明、制造及应用为前提条件。根据籍记载,中国古代对光的认识大多集中在光的直线传播、光的反射、大气光学、成像理论等多个方面。 光的直线传播 1、对光的直线传播的认识早在春秋战国时 《墨经》已记载了小孔成像的实验:“景,光之人, 煦若射,下者之人也高;高者之人也下,足蔽下光, 故成景于上,首蔽上光,故成景于下……”。指出小 孔成倒像的根本原因是光的“煦若射”,以“射”来 比喻光线径直向、疾速似箭远及他处的特征动而准 确。 宋代,沈括在《梦溪笔谈》中描写了他做过的一个实验,在纸窗上开一个小孔,使窗外的飞鸢和塔的影子成像于室内的纸屏上,他发现:“若鸢飞空中,其影随鸢而移,或中间为窗所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东,又如窗隙中楼塔之影,中间为窗所束,亦皆倒垂”。进一步用物动影移说明因光线的直进“为窗所束”而形成倒像。 2、对视觉和颜色的认识对视觉在《墨经》中已有记载:“目以火见”。已明确表示人眼依赖光照才能看见东西。稍后的《吕氏春秋·任数篇》明确地指出:“目之见也借于昭”。《礼记·仲尼燕居》中也记载:“譬如终夜有求于幽室之中,非烛何见?”东汉《潜夫论》中更进一步明确指出:“夫目之视,非能有光也,必因乎日月火炎而后光存焉”。以上记载均明确指出人眼能看到东西的条件必须是光照,尤其值得注意的是认为:光不是从眼睛里发出来的,而是从日、月、火焰等光源产生的。这种对视觉的认识是朴素、明确、比较深刻的。 颜色问题,在中国古代很少从科学角度加以探索,而着重于文化礼节和应用。早在石器时代的彩陶就已有多种颜色工艺。《诗经》里就出现了数十种不同颜色的记载。周代把颜色分为“正色”和“间色”两类,其中“正色”是指“青、赤、黄、白、黑五色”。“间色”则由不同的“正色”以不同的比例混合而成。战国时期《孙子兵法·势篇》更指出:“色不过五,五色之变不可胜观也”。可见这“正色”和“间色”的说法,与现代光学中的“三原色”理论很类似,但缺乏实验基础。清初博明对颜色提出”五色相宣之理,以相反而相成。如白之与黑,朱之与绿,黄之与蓝,乃天地间自然之对,待深则俱深,浅则俱浅。相杂而间,色生矣”(《西斋偶得三种》)。这里孕育了互补色的初步概念,虽未形成一定的颜色理论,但从半经验半思辨的角度看也实在是难能可贵的。 3、光的反射和镜的利用中国古代由于金属冶炼技术的发展,铜镜在公元前2000年夏初的齐家文化时期已经出现。后来随着技术的发展,古镜制作技术逐渐提高,应

携程网研究报告

携程网研究报告 篇一:关于携程网经营模式的调查报告 成都理工大学 调查报告 题目携程旅行网经营模式调查 姓名陈杰学院旅游与城乡规划学院专业班级XX级旅游管理系2班学号 XX08060213 指导教师苏玉琼日期 XX年1月 前言 目前旅游电子商务风起云涌,各大公司纷纷赴美上市,而作为旅游管理系的大四的学生,我也希望可也有机会从事这个行业,所以借本次社会调查报告的机会,深入了解一下携程旅行 这个行业的龙头,为我以后的求职生涯奠定基础 携程网企业简介 ? 携程旅行网是中国旅游业第一家在美国纳斯达克上市的公司。 ? 创立于1999年得携程网的总部在中国上海,下有北京,广州,深圳,香港四个分公司, 并在全国二十多个大城市设有分支机构,现有员工二千余人,是中国最大的旅游电子商务网站。携程成功整合了高

科技产业与传统旅行业,向超过5000万会员提供集酒店预订、机票预订、旅游度假、商旅管理、特约商户及旅游资讯在内的全方位旅行服务,被誉为互联网和传统旅游无缝结合的典范。 ? 产品覆盖中国绝大多数城市及海外主要商务城市,是行业内无可争议的领导者。 携程网的商业模式 ? 携程在某种意义上算是一个电子商务网站,就其作用而言(转载自:小草范文网:携程网研究报告),它是一个网上机票和酒店的 销售渠道商,在携程的货架上,卖的是全国许多酒店的房间和航空公司的机票,这样的商品没有库存,没有成本,它是通过给酒店和航空公司做网上销售获取中间的佣金。 ? 在实际预订操作上,携程开发了“实时控房系统”和“房态管理系统”。 ? 携程的价值在于掌握了供应商和客户双边的资源。 携程网的收入来源及盈利模式 ? 预订酒店代理费。 ? 预订机票代理费。 ? 广告费。 ? 度假产品,自助游与商务游中的酒店、机票预订代理

光学发展史

光学发展史 学院:理学院 专业:光电信息科学与工程 姓名:孙岐政 学号:13272034 2015年5月15日

光学的起源和力学等一样,可以追溯到3000年前甚至更早的时期。在中国,墨翟(公元前468—公元前376)及其弟子所著的《墨经》记载了光的直线传播和光在镜面上的反射等现象,并具体分析了物、像的正倒及大小关系。无论从时间还是科学性来讲,《墨经》可以说是世界上较为系统的关于光学知识的最早记录。约100多年后,古希腊数学家欧几里得(Euclid,约公元前330—公元前275)在其著作中研究了平面镜成像问题,提出了光的反射定律,指出反射角等于入射角,但他同时提出了将光当作类似触须的投射学说。 从墨翟开始打2000多年的漫长岁月构成了光学发展的萌芽期,这期间光学发展缓慢,东西方科学发展都收到很大压抑。这期间有克莱门德(Cleomedes,公元50年)和托勒密(C. Ptolemy,公元50年)研究了关的折射现象,最先测定了光通过两种介质分界面时的入射角和折射角。阿拉伯学者阿勒·哈增(Al Hazen,965—1038)写过一本《光学全书》,研究了球面镜和抛物面镜的性质,并对人眼的构造及视觉作用做了详尽的叙述;中国的沈括(1031—1095年)撰写的《梦溪笔谈》对光的直线传播及球面镜成像作了比较深入的研究,并说明了月相的变化规律及月食的成因。法国的培根(R.Bacon,公元1214—1294)提出了用透镜矫正视力和采用透镜组构成望远镜的想法,并描述了透镜焦点的位置。 到17世纪,在经历了文艺复兴的大潮之后,科学在欧洲又进入了一个蓬勃发展的时期,1621年斯涅耳(W. Snell,1591—1626)从实验中发现了折射定律,而笛卡尔(R. Descartes,1596—1619)第一个把它归纳成解析表达式。1657年费马(P. de Fermat,1601—1665)提出了最小时间原理,并说明由此可推出光的反射和折射定律,至此几何光学的基础已基本奠定。 人们对光学真正的深入实验和研究始于17世纪,荷兰的李普塞(H. Lippershey,1587—1619)在1608年发明了第一架望远镜;17世纪初,简森(Z. Janssen,1588—1632)和冯特纳(P. Fontana,1580—1656)最早制作了复合显微镜。1607年,伽利略(G. Galilei,1564—1642)测定光从一个山峰传到另一个山峰所用的时间。他让山顶上的人打开手中所持灯的遮光罩,作为发光的开始。又命令第二个山峰上的人看到对方的灯光后立即打开己方灯的遮光罩。这样测定第一山峰上的人自发出光信号到看到对方的灯光的时间间隔,便得到光在两个山峰间来回一次所需的时间。但是由于人的反应及动作时间远大于光运行所需的时间,伽利略的实验没有成功。1610年伽利略用自制的望远镜观察星体,发现了绕木星运行的卫星,给哥白尼关于地球绕日运动的日心说提供了强有力的证据。关于光的本性的认识,格里马第(F. M. Grinmaldi,1618—1663)首次注意到了衍射现象。他发现光在通过细棒等障碍物时违背了直线传播的规律,在物体阴影的边缘出现了蓝绿色亮、暗交替的或变化的彩色条纹。胡克(R. Hooke,1635—1703)和玻意耳(R. Boyle,1652—1691)各自独立的发现了现在称为牛顿环的在白光下薄膜的彩色干涉图样,胡克还明确主张光由振动组成,每一振动产生一个球面并以高速向外传播,这可以认为是波动学说的发端。到17世纪60世纪末期,丹麦的巴塞林(E. Bartholin,1625—1698)发现了光经过方解石时的双折射现象。17世纪70年代荷兰的惠更斯(C. Huygens,1629—1695)进一步发现了光的偏振性质。1690年惠更斯在其著作《论光》中阐述了光的波动说,并提出了后来以他的名字命名的惠更斯原理。 1672年,牛顿(I. Newton,1643—1727)进行了白光的实验,发现白光通过棱镜时,会在光屏上形成按一定次序排列的彩色光带;于是他认为白光由各种色光复合而成,各色光在玻璃中收到不同程度的折射而被分解成许多组成部分。

光学显微镜的发展历史

杨拓拓 (苏州大学现代光学技术研究所,江苏苏州215000) 1基本原理 显微镜成像原理及视角放大率 显微镜由物镜和目镜组成。物体AB 在物镜前焦面稍前处,经物镜成放大、倒立的实像A'B',它位于目镜前焦面或稍后处,经目镜成放大的虚像,该像位于无穷远或明视距离处。 图1-1显微镜系统光路图 牛顿放大率公式: f f x x ''= 'x 是像点到像方焦点的距离,x 是物点到物方焦点的距离。 根据牛顿放大率公式可得物镜的垂轴放大率为 '1'1'11--f f x ?== β 目镜的视觉放大率为: '22250 f =Γ 组合系统的放大率为 '2'121250f f ? -=Γ=Γβ 显微镜系统的像方焦距 ?-=/'2'1'f f f '250 f = Γ 显微镜系统成倒像轴向放大率 ' 1 f

'2'1'2'1/f f x x =β 若物点A 沿光轴移动很小的距离,则通过显微镜系统的像点'2A 将移动很大的距离,且移动 方向相同。 显微系统的角放大率 '2'1'2'1/x x f f =γ 即入射于物镜为大孔径光束,而由目镜射出为小孔径光束。 显微镜的孔径光阑 单组低倍显微物镜,镜框是孔径光阑。 复杂物镜一般以最后一组透镜的镜框作为孔径光阑。 对于测量显微镜,孔阑在物镜的象方焦面上,构成物方远心光路。 显微镜的视场光阑和视场 在显微物镜的象平面上设置了视场光阑来限制视场。由于显微物镜的视场很小,而且要求象面上有均匀的照度,故不设渐晕光阑。 显微镜是小视场大孔径成像,为获得大孔径并保证轴上点成像质量,显微镜线视场不超过物镜的1/20,线视场要求: 1 '120202β?=≤f y 显微镜的分辨率和有效放大率 光学仪器分辨率 瑞利判据:两个相邻的“点”光源所成的像是两个衍射斑,若两个等光强的非相干点像之间的间隔等于艾里圆的半径,即一个像斑的中心恰好落在另一个像斑的第一暗环处,则这两个点就是可分辨的点。当物面在无穷远时,以两点对光学系统的张角可表示两分辨点的距离,其值为:

中国古代光学史简介

中国古代光学史简介 一、概况 中国有悠久的历史,遗留下来无数的书籍,例如收入《四库全书》的,就有3503种,共计79337卷。许多古书含有或多或少的中国光学史的信息,若干种书籍信息很集中,也有少数几种可算是中国光学专著。举例说明如下: (1)光学专著──《镜镜痴》、《格术补》…… (2)光学信息集中者──《墨经》、《梦溪笔谈》、《革象新书》、《物理小识》…… (3)含有光学信息者──《唐诗三百首》、《红楼梦》…… 另一方面,文物(传世的与出土的)十分丰富。对古铜镜(包括阳燧与透光镜)已有大量研究。阳燧是用以向日取火的凹面铜镜。透光镜在西方和日本称为“幻镜”(magic mirror),在本文第二部分中讨论之。 已完成的中国古代光学史著作: 王锦光、洪震寰:《中国光学史》,湖南教育出版社,1986。 若干中国物理学史的书籍中,包括中国光学史,例如: 李约瑟,《中国科学技术史》,第4卷第一分册《物理学》,英国剑桥大学,1962。 (Joseph Needham,“Science and Civilization in China”,Printed in Great Britain at the University Press, Cambridge,1962) 王锦光、洪震寰:《中国古代物理学史话》,河北人民出版社,1981。台北明文书局翻印,1984。 蔡宾牟、袁运开,《物理学史讲义——中国古代部分》,高等教育出版社,1985. 刘昭民,《中华物理学史》,台湾商务印书馆,1987. 王锦光、洪震寰,《中国古代物理学史略》,河北科学技术出版社(将出). 研究人员:

从1978年起培养了不少物理学史研究生,有的已作出贡献并晋升为副教授。现在在这个领域中,已有少数教授、许多副教授,与一批青年工作者。同时,有不少国外学者也从事此项研究工作。 二、举例说明 (1)《墨经》、针孔成象与格术 《墨经》是战国时(?475~?221)墨翟及其门人撰。关于光学的有前后紧接的8条,开首5条是论影,从第6至第8条是论像,这8条形成系统的几何光学,而且既有实验结果又有理论叙述。 例如,第3条叙述光的直进与针孔成象。《经》:“景到,在午有端……”《经说》:“景:光之人,煦若射,下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;”“首蔽上光,故成景于下。”“景”即“影”,“到”即“倒”,“端”就是“点”,“午”就是交午,指光线相交的意思。“景到,在午有端,”意思是物体(人)的影子之所以倒立,是由于针孔的缘故。《经说》指出光的照射,如同射箭一样。从人的下面射入针孔的光线达到壁的高处,而从物体的高处射入针孔的光线达到壁的下方。人足在下,蔽着下光,故足的影成于壁的上方;人头在上,蔽着上光,故头的影成于壁的下方(图1)。 以后,北宋沈括(1032—1096)、宋末赵友钦(十三世纪)、清代郑复光(1780—?)等人发展针孔成像的实验和理论。 沈括的《梦溪笔谈》说:“阳燧照物皆倒,中间有碍故也。算家谓之‘格术’。如人摇橹,臬为之碍故也。若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。又如窗隙中

携程发展历程及其融资决策

携程发展历程及其融资决策 一、携程网简介 1.发展概况 携程网创立于1999年,主要创始人有梁建章、季琦沈南鹏、范敏。总部设在中国上海,员工30000余人,目前公司已在北京、广州、深圳、成都、杭州、南京、厦门、重庆、青岛、沈阳、武汉、三亚、丽江、香港、南通17个城市设立分支机构,在南通设立服务联络中心。2010年,携程旅行网战略投资台湾易游网和香港永安旅游,完成了两岸三地的布局。2014年,投资途风旅行网,将触角延伸及北美洲。 虽然是一家传统的“鼠标+水泥”的网络公司,携程网并未执着于点击率,而是专注于盈利的创造。携程网着力于自助游产品。自助游的服务内容包括基本的“机票+酒店”模式,也有“机票+酒店+接送机+选择性旅游内容”等不同层次服务,主要依靠酒店和机票的佣金来获得利润。至今携程已经发展成为中国领先的综合性旅行服务公司,成功整合了高科技产业与传统旅行业,向超过2.5亿会员提供集无线应用、酒店预订、机票预订、旅游度假、商旅管理及旅游资讯在内的全方位旅行服务,被誉为互联网和传统旅游无缝结合的典范。 2.收入来源和发展优势 (1)收入来源 携程网的业务包括酒店预订、票务服务、打包游、商务旅行和其他五部分,其中其他包括物业管理系统销售和广告收入。 主要的利润来源包括下面几个方面: ①酒店预订代理费,基本上是从目的地酒店的盈利折扣返还中获取的; ②机票预订代理费,从顾客的订票费中获取的,等于顾客订票费与航空公司出票价格的差价; ③旅游度假业务 ④商旅管理 ⑤自助游中的酒店、机票预订代理费以及保险代理费,其收入的途径也是采用了盈利折扣返还和差价两种方式。 ⑥在线广告。 2013年,39%的收入来自于酒店预订,38%来自于票务服务。打包游和商务旅行分别针对个人和公司,包括机票预订、酒店预订和旅游服务的收入。商务旅行还

光谱学发展简史解读

光谱学发展简史 光谱学是光学的一个分支学科,它主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。光谱是电磁辐射按照波长的有序排列,根据实验条件的不同,各个辐射波长都具有各自的特征强度。 通过光谱的研究,人们可以得到原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识。但是,光谱学技术并不仅是一种科学工具,在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法。 光谱学的发展简史 光谱学的研究已有一百多年的历史了。1666年,牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱,他发现白光是由各种颜色的光组成的。这是可算是最早对光谱的研究。 其后一直到1802年,渥拉斯顿观察到了光谱线,其后在1814年夫琅和费也独立地发现它。牛顿之所以没有能观察到光谱线,是因为他使太阳光通过了圆孔而不是通过狭缝。在1814~1815年之间,夫琅和费公布了太阳光谱中的许多条暗线,并以字母来命名,其中有些命名沿用至今。此后便把这些线称为夫琅和费暗线。 实用光谱学是由基尔霍夫与本生在19世纪60年代发展起来的;他们证明光谱学可以用作定性化学分析的新方法,并利用这种方法发现了几种当时还未知的元素,并且证明了太阳里也存在着多种已知的元素。 从19世纪中叶起,氢原子光谱一直是光谱学研究的重要课题之一。在试图说明氢原子光谱的过程中,所得到的各项成就对量子力学法则的建立起了很大促进作用。这些法则不仅能够应用于氢原子,也能应用于其他原子、分子和凝聚态物质。 氢原子光谱中最强的一条谱线是1853年由瑞典物理学家埃斯特朗探测出来的。此后的20年,在星体的光谱中观测到了更多的氢原子谱线。1885年,从事天文测量的瑞士科学家巴耳末找到一个经验公式来说明已知的氢原子诺线的位置,此后便把这一组线称为巴耳末系。继巴耳末的成就之后,1889年,瑞典光谱学家里德伯发现了许多元素的线状光谱系,其中最为明显的为碱金属原子的光谱系,它们也都能满足一个简单的公式。 尽管氢原子光谱线的波长的表示式十分简单,不过当时对其起因却茫然不知。一直到1913年,玻尔才对它作出了明确的解释。但玻尔理论并不能解释所观测到的原子光谱的各种特征,即使对于氢原子光谱的进一步的解释也遇到了困难。 能够满意地解释光谱线的成因的是20世纪发展起来的量子力学。电子不仅具有轨道角动量,而且还具有自旋角动量。这两种角动量的结合便成功地解释了光谱线的分裂现象。 电子自旋的概念首先是在1925年由乌伦贝克和古兹密特作为假设而引入的,以便解释碱金属原子光谱的测量结果。在狄喇克的相对论性量子力学中,电子自旋(包括质子自旋与中子自旋)的概念有了牢固的理论基础,它成了基本方程的自然结果而不是作为一种特别的假设了。 1896年,塞曼把光源放在磁场中来观察磁场对光三重线,发现这些谱线都是偏振的。现在把这种现象称为塞曼效应。次年,洛伦兹对于这个效应作了满意的解释。 塞曼效应不仅在理论上具有重要意义,而且在应用中也是重要的。在复杂光谱的分类中,塞曼效应是一种很有用的方法,它有效地帮助了人们对于复杂光谱的理解。

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