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  • 光學發展與社會進步

    作者:楊宏、李洪云、龔旗煌 來源:現代物理知識雜志 時間:2019-08-26 10:54 閱讀:3229 [投稿]
    光學的發展過程是人類認識客觀世界進程中的一個重要組成部分,是不斷揭露矛盾和解決矛盾,逐漸從不確切認知走向確切認知的過程。

    一、前 言

    人從降生開始,光就伴隨其一生。宇宙的發展與光的發展緊密聯系在一起。光學的發展過程是人類認識客觀世界進程中的一個重要組成部分,是不斷揭露矛盾和解決矛盾,逐漸從不確切認知走向確切認知的過程。

    光學無處不在,太陽能的利用,藍光的發光,激光的焊接和切割,電影的放映,光纖通信,光合作用,X光的應用和顯微鏡的應用等等。光學儀器已在人們日常生活中起著無可替代的作用。列舉一個最熟悉的例子,我們每天都在使用的手機就使用了三十多項光學的技術:光學玻璃、激光切割光滑的玻璃表面、激光打標、OLED 和液晶顯示、擋光版、背光照明、實現彩色的偏振片和濾光片、增加清晰度的增透膜、照相的鏡頭、成像的CCD、芯片的制造、光刻技術的應用、通過光纖進行信息的傳輸、藍牙無線紅外通信、光纖傳感和投影等。

    光學研究對自然科學的發展起到了非常大的促進作用。回看歷史,第一個諾貝爾物理學獎授予了倫琴,倫琴發現了X射線,揭開了20 世紀物理學的革命序幕,促進了現代物理學的誕生。2002年諾貝爾物理學獎仍然與X射線相關,授予了對天體物理有開創性貢獻的宇宙X射線源的發現,打開了宇宙新窗口。進入21世紀,多項諾貝爾獎授予了光學領域,2017年的諾貝爾物理學獎授予了引力波的探測研究,表彰獲獎者們構思和設計了干涉儀引力波天文臺,驗證了愛因斯坦的百年預言,為人類探索宇宙配上了“耳朵”。2014年的諾貝爾物理學獎授予了半導體照明研究,藍色發光二極管的發明使白光可以以新的方式被創造出來,人類可以擁有更加持久和高效的燈光替代光源,這也是與光學緊密相關的。2014年諾貝爾化學獎同樣授予了光學研究領域,因光學顯微成像技術的最高分辨率一直無法超過光波波長的一半,被認為是光學顯微鏡理論上的分辨率極限,而獲獎者們卻將超分辨熒光顯微技術的極限拓展到了納米量級,一百多年沒有人能夠突破的極限被三位科學家成功地繞過,使得透視生命體分子的運動成為可能。2009年,諾貝爾物理學獎被授予英國華裔科學家高錕及美國科學家威拉德·博伊爾和喬治·史密斯。高錕在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得了突破性成就。博伊爾和史密斯發明了半導體成像器件—電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器,光纖通訊及CCD成像技術都與我們的日常生活息息相關。



     (a) 藍光LED; (b) LED


    威廉·康拉德·倫琴和X光照片

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    文章點評

    te67f42:系統的講解了光的發展,使大家對光的了解更深了一步。除了加強學習光學知識,了解光學的發展,能使大家更進一步的提高。(08-29)

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