波动光学(杨氏模量物理起源)

波动光学，杨氏模量物理起源？

杨氏模量就是弹性模量，这是材料力学里的一个概念。

对于线弹性材料有公式σ＝Eε成立，式中σ为正应力，ε为正应变，E为弹性模量，是与材料有关的常数。设钢丝截面积为S，长为L。若沿长度方向施以外力F使钢丝伸长△L，则比值F/S 是单位截面上的作用力，称为应力；比值△L/L 是物体的相对伸长量，称为应变，表示物体形变的大小。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，即

F/S =E×△L/L

则E即为杨氏模量。它由英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829))提出。

杨（ThomasYoung1773～1829） 英国物理学家。生于米尔弗顿。早在童年时代，就显露出非凡的才能和惊人的记忆力。9岁时能自制一些物理仪器。14岁时已掌握牛顿的微分法和拉丁、希腊、法、意、希伯莱、波斯、阿拉伯等多种语言。后进伦敦圣巴塞罗医学院学医。21岁时以其第一篇医学论文成为英国皇家学会会员。此后曾跟随外科医生约翰·亨特在伦敦从事生理光学的研究工作。曾先后在爱丁堡、剑桥、格丁根进行深造。

杨氏的后半生主要从事物理学的研究工作：1801～1804年任英国皇家学会教授。1802～1828年任英国皇家学会秘书。他还是巴黎科学院院士。

杨是波动光学的奠基人之一。在德国深造期间便对牛顿的光的微粒说发生怀疑。在格丁根的博士论文中提出关于声和语言的论题，根据对光学的研究结果，论证了声和光都是波动，不同颜色的光和不同频率的声都是不同的波。

1800年发表的《关于声和光的实验与研究提纲》论文中，系统论述光的波动观点，向牛顿光的微粒说提出挑战，认为解释强光跟弱光传播的速度一样，用波动说比微粒说更有效；指出用波动说还可以证明微粒说无法解释的冰洲石的双折射观象。

1801年，进行著名的光的干涉实验，用强光照射小孔，以它作为点光源，送出球面波。在离开小孔一定距离处，放置另外两个小孔，它们把前一小孔送来的球面波分离成两个很小的部分作为相干光源。于是在这两个小孔发出的光波相遇的区域产生了干涉现象。在双孔后面的屏幕上可得到明暗相间的干涉图样。后来发现用双缝代替双孔会得到更明亮的干涉图样。

1803年，引入“干涉”这个术语，并试图说明光线所引起的衍射，把干涉与衍射联系起来。证明光线在密度较大的介质上反射时，会发生半波损失。测量了不同颜色的波长，对于红光得到的值为0.7微米，对于紫光得到的值为0.42微米。

1807年，提出如下思想：光与辐射热之间的差别仅仅是波长不同。

1817年，当他得知菲涅耳和阿拉哥关于偏振光的干涉的实验后，提出光是横波。在此之前，把光学理论应用于医学之中，奠定了生理光学的基础。

1793年，提出眼睛观察不同距离的物体是靠改变眼球水晶体的曲度来调节的观点，这是最早的眼睛光学原理的解释。

1803年，提出人们对于颜色的辨别是由于视网膜上有几种不同的结构，分别感受红、绿、紫光的假想，以此可以说明色盲的成因。建立了三原色原理，认为一切色彩都是由红、绿、蓝三种原色按不同比例混合而成的，这一原理已成为现代绘画、印刷、电视、照相等技术的基础。在材料力学方面，研究了剪形变，认为剪应力是一种弹性形变。

1807年，提出弹性模量的定义，为此后人称弹性模量为杨氏模量。

有哪几种光学原理？

光学分为两部分：几何光学（应用光学）和物理光学。

几何光学中主要的原理：费马原理（整个几何光学的基础），马吕斯定律物理光学：麦克斯韦方程组（物理基础），菲涅耳公式，惠更斯原理（波动光学的基本解释）。

光学工程考研难度？

考研难度相对较大。光学工程统考科目是政治，英语，数学，专业课是物理光学，物理光学实质上是理学课程，本身就是一种超级难理解的很抽象的物理学课程，所涉及的数学是梯度，旋度，场论，麦克斯韦方程，偏微分方程等内容，实质上也是将理论物理的知识应用到波动光学中，确实很难学这门课成，因为这个原因说光学工程考研难度还是相对较大的

光的反射与折射有什么本质区别？

反射和折射不能用粒子性解释，应用经典粒子理论得到的折射速度不对。在经典波动光学之中能有较好的解释。

在利用近代理论解释光的折射和反射过程中，也不能理解为粒子碰撞。实际上可以理解为部分光子透射、部分光子反射。但是如果想问是哪个光子反射、哪个光子折射，实际上是办不到的。因为光子只代表电磁场能量分布，其出现多少代表了电磁场的能量大小。

在光入射到物质表面时，部分电磁场能量透射，形成折射光，部分电磁场能量反射，因此在折射和反射方向都能探测到光子。

十九世纪中期欧洲社会科学的重大成就？

19世纪化学的突出成就是英国化学家道尔顿（ 1766〜1844年）的原子说和俄国化学家门捷列夫（ 1834〜1907年）发现的元素周期律。

1803年，道尔顿提出了原子论，标志着近代化学发展新时期的开始。因为化学作为一门重要的自然科学，它所要说明的现象的本质就是原子的化合与化分。道尔顿的学说正是抓住了这一学科的核心和最本质的问题，主张用原子的化合与化分来说明化学现象和各种化学定义。19世纪，光学的情况发生了重大变化，原来被忽视，甚至被物理学家们抛弃的波动说再次复活起来。英国物理学家托•杨用光的干涉实验重新证明了光是一种波动。1807 年，有人发现了光的偏振现象后，他又用光是横波而不是纵波的观念解释了这一现象，使光的波动说重新为人们所重视。以后经过法国科学家菲涅尔的工作，使波动说不仅能合理地解释了已知的光学现象，而且能定量地证明了光的运动规律，从此波动光学 确立起来。18 ~ 19世纪天文学的成就主要是，人类对于包括地球在内的天体运动规律的认识比科学革命时有了很大进展。继牛顿发现了万有引力定律之后，人们依照这一定律解释了天体运动中新的观测资料，进一步证实了这一定律的普遍意义。随着天文观测手段的进步，人类的视野从太阳系扩展到银河系和河外星系；从天体力学扩展到天体物理学的领域。在研究现状的基础上，人们对天体的起源和演化问题也提出有价值的见解。到了 19世纪，电学的研究进入了动电领域，围绕着电流及其效应的研究使电学有了巨大进展。法拉第通过研究电池的化学效应发现了电解定律，定量地刻画出电流与其所引起的化学变化之间的关系。欧姆发现了欧姆定律，揭示了电压、电流强度和电阻之间的关系。焦耳通过实验证明了电流与其产生的热量之间的关系。