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光學發展簡史 光學的起源在西方很早就有光學知識的記載，歐幾里得(Euclid，公元前約330～260)的反射光學(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯學者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)寫過一部光學全書，討論了許多光學的現象。 光學真正形成一門科學，應該從建立反射定律和折射定律的時代算起，這兩個定律奠定了幾何光學的基礎。17世紀，望遼鏡和顯微鏡的應用大大促進了幾何光學的發展。 光的本性也是光學研究的重要課題。微粒說把光看成是由微粒組成，認為這些微粒按力學規律沿直線飛行，因此光具有直線傳播的性質。19世紀以前，微粒說比較盛行。但是，隨著光學研究的深入，人們發現了許多不能用直進性解釋的現象，例如干涉、繞射等，用光的波動性就很容易解釋。於是光學的波動說又占了上風。兩種學說的爭論構成了光學發展史上的一根紅線。 光的傳播方式 光的由來,陽光—熱的物體發出光線。燈光—電可以發光(電子在原子能階間運動所釋放出的能量)。—化學物質釋出光。 波以耳的實驗證實聲音無法在真空中傳播。但光卻可以穿越真空，所以我們才能有溫暖的陽光以及皎潔的月光。但光也可以在空氣、水、玻璃等透光的物質中傳播。 光是以直線前進的方式傳播, 當光在傳播過程中，若遇到不透明的物體，就無法繼續前進而在該物體的背後形成陰影，而且陰影的形狀通常與物體的輪廓一樣，這表示光是直線前進的。所以我們常常又將光稱為「光線」。 民俗技藝中的皮影戲，古代的計時工具－日晷等都是利用光直線前進傳播的性質 (產生陰影) 。??? 日蝕及月蝕的現象也都是由於光是直線前進傳播所造成的 。 ??? 當光傳播至物體表面時，通常會發生反射、折射及吸收等情形。 光的傳播速率 一、光速的測量: 1.第一位經由光在地球上兩點之間傳遞時,以其距離對時間的比而測出光速的是法國物理學家菲左,於西元1848年完成的。 2.在空氣中傳播時光速約為每秒30萬公里。 二、光在不同介質中的傳播速率:真空＞氣態＞液態＞固態 1.光在真空中傳播時速率最快;在空氣中時則稍慢,幾乎相等。 2.在水中的光速約為在真空中時的3/4。 3.在玻璃中的光速約為在真空中時的2/3。 4.光速每秒30萬公里(3×108 m/s),光1秒鐘繞地球七圈半。 ?慶典施放煙火，當我們在遠處欣賞時，常會發現：煙火在高空中先炸散開來，然後才聽到煙火爆炸的聲音；午後雷陣雨時，都是先看到閃電，然後才傳來隆隆雷聲。這些現象表示光在空氣中傳播的速率要比聲音在空氣中傳播的速率快很多。 ?? 光的反射 光的反射定律: 1.當入射光垂直鏡面射向平面鏡時，反射會沿原路徑反射回來。我們把和鏡面垂直的假想線稱為法線。 2.當入射光以和法線成一個角度ｉ（稱為入射角）射向鏡面，反射光會從法線的另一邊反射出來，反射線與法線的夾角ｒ稱為反射角。對於任何表面，光線的反射是遵守下列的反射定律： (1)光線反射時，入射線與反射線分別在法線的兩側，且此三線在同一平面上。 (2)入射角＝反射角。 二、平面鏡: 成像原理:反射定律。 我們能從一般的平面鏡中看到鏡前物體的像，原因是鏡前的物體發出(或反射)的光線經過平面鏡反射後進入我們的眼睛。由於我們的眼睛認為光是直線前進的，所以我們會以為物體的像是在鏡內（或者說鏡後），如圖所示??? 3.成像性質:正立虛像、左右相反、物距=像距、物長=像長。 三、拋物面鏡: 1.原理:反射定律。 凸面鏡—正立縮小的像(增加視野。路鏡、後視鏡。 凹面鏡—倒立放大的像(增加光線強度。車燈、手電筒、顯微鏡的聚光鏡。 .凸面鏡： 　如右圖，凸面鏡會發散光線，而凸面鏡產生像的情形要比平面鏡複雜多了。按右邊圖案可連結至臺灣師大物理系的『物理教學示範實驗室』，可選擇凸面鏡的成像，以進行動畫模擬。 (1)在迴旋的山路邊所架設的凸面鏡，能增加反射鏡前物體的成像範圍，如此可幫助駕駛員看到彎道處的對向來車。 凹面鏡： 如右圖，凹面鏡會會聚光線，光線會聚成的一點稱為焦點。此外，如果將光源置於凹面鏡的焦點上，所發出的光線會平行射出。按右邊圖案可連結至臺灣師大物理系的『物理教學示範實驗室』，可選擇凹面鏡的成像，以進行動畫模擬。 (1)汽車的車前燈手電筒使用凹面鏡，將光源置於凹面鏡的焦點上，所發出的光線會平行射出，以增加照射光線的強度。 (1)平行主軸的光經拋物面鏡反射後會通過焦點。應用:太陽傘、太陽爐。 (2)通過焦點的光經拋物面鏡反射後會平行主軸。應用:探照燈、手電筒。 哈哈鏡： 在遊樂場中的哈哈鏡是以凸、凹面鏡組合而成。站在哈哈鏡前，會看到變形失真的影像。此外，將光亮潔新的鐵片彎曲也也相同的效果。 光的折射 光由一介質進入另一介質中，如果前進的方向與第二個介