物理光学

（physicaloptics）物理光学是一门研究光的本性、光与物质相互作用的学科。它是光学的分支学科。人类对于光的现象，早在远古时代就积累了许多知识。光学虽然是一门古老的科学，但是，直到1621年，人们对于光的了解，还仅限于光的直进，光的反射和光的折射定律这些内容。至于光的本性这个问题还未涉及到。1668年，牛顿提出了光的微粒说。1678年C.惠更斯（Huygens，C.）提出了光的波动理论，借助惠更斯原理可以成功地解释反射和折射定律，并能说明双折射现象。但由于牛顿的权威，他对波动理论的摒弃，使得这一理论停滞不前了近一个世纪之久。在19世纪中叶，麦克斯韦（Maxwell，J.C.）建立了电磁波理论，与此同时，光波是一种电磁波也得到了承认，至此波动光学已发展到接近成熟的阶段。然而，光的电磁理论不能解释光和物质相互作用的某些现象，如“光电效应”、“康普顿效应”和各种原子与分子发射的特征、光谱的规律。在这些现象中，光表现出它的粒子性并由此得出了光具有波粒二象性的结论。20世纪以来这方面的研究推动了物理光学的发展，开辟了新的领域——量子光学。物理光学研究的对象是光，它的研究内容包括波动光学和量子光学两部分。（1）波动光学。它从光是一种波动出发，研究光在媒质中传播时的各种规律，如光的干涉、衍射和偏振，光的发射、吸收和色散等，以及光的热、电、化学和生理效应及其应用。（2）量子光学。它从光既具有波动性、又具有粒子性出发，研究光与物质相互作用。它的主要内容有：光子统计规律，不确定规则，各种物质的结构及光与物质作用的种种方式（如自发辐射、受激吸收、受激辐射），激光的产生机理与特点、激光的波粒二象性。从牛顿时代到现在，物理光学已经走过了几百年漫长的道路。几百年以来，它已发展成为一门极为重要的基础学科，现代光学中许多问题需要应用物理光学理论来处理。它是掌握现代科学技术，特别是光电科学和激光技术不可缺少的基础，并且它在固体物理、半导体物理、化学、生物学等学科领域中渗透并取得了巨大的成果。