光學簡史之四:浪漫的笛卡爾畫出了折射定律

2020-12-27 科學背後的故事

對於「天空立法者」克卜勒來說,只用近似的折射定律,畢竟他是心懷宇宙的人,那麼對於芸芸眾生來說,就需要精確一點的數據了。

這個工作是由荷蘭物理學家斯涅耳完成的,斯涅耳做了精確的實驗,得到了目前我們使用的折射定律,但是這只是一個實驗結果,並沒有嚴格的數學推導,原因嘛,還是因為數學不行。

既然數學不行,那麼就找一個數學家來做這個工作吧。

笛卡爾

笛卡爾是哲學家,那句著名的「我思故我在」就是他說的,笛卡爾是數學家,解析幾何就是他創造的,對,就是平面直角坐標系,關於解析幾何,我們都知道浪漫的數學家用解析幾何寫情書的故事,那個浪漫的數學家就是笛卡爾。

傳說笛卡爾和聰明美麗的瑞典的小公主相愛了,國王聞之大怒,對於任何一個父親來說,想拱他心愛的白菜的都是豬,哪怕是一頭懂數學的豬,於是國王下令處死這頭懂數學的豬,不過自己家的白菜苦苦哀求,只好放逐了笛卡爾,見不到公主的笛卡爾只能和公主鴻雁傳書,所有的書信當然都被國王扣押了,笛卡爾就在書信裡寫了一個公式,r=a(1-sinθ),憤怒的國王看了半天,覺得這不可能是情話,就交給了公主,公主見到公式,隨手就畫出了一顆心,她知道這是笛卡爾最深情的表白。

數學家的表白

這個故事當然是虛構的,因為笛卡爾見到公主時,公主已經就任女王,兩人確實有交往,不過笛卡爾和女王談論的是哲學而不是數學。

既然有了解析幾何這趁手工具,研究一下入射角折射角是不是很簡單了呀,不就是一個平面直角坐標系嗎?把入射點當做原點,在畫一個x軸y軸,是不是很直觀的就出來了這些折射定律啊。

折射定律

所以笛卡爾就和斯涅耳共享了折射定律的命名權,看來學好數學很重要啊,做半天實驗不如別人畫幾條線。

這樣,光學就從一門經驗科學進入了理論研究,而且還可以很好的指導實踐,所以說,笛卡爾把光學帶進了科學的大門。

但是笛卡爾的研究還不止於此,他還發明了近視眼鏡,想一想近視眼的朦朧世界吧,有了笛卡爾,大家都可以看到一個清晰的世界了。

笛卡爾時代的光學被稱為幾何光學,因為笛卡爾就死研究幾何的啊,那麼光是不是有速度呢?笛卡爾認為沒有,可是別人不這麼認為。

相關焦點

  • 笛卡爾是法國著名的哲學家、數學家、物理學家
    笛卡爾堅信光是「即時」傳播的,他在著作《論人》和《哲學原理》中,完整的闡發了關於光的本性的概念。笛卡爾運用他的坐標幾何學從事光學研究,並在《屈光學》中首次對光的折射定律提出了理論論證。與荷蘭的斯涅耳共同分享發現光的折射定律的榮譽。
  • 掌握四個原則,學會笛卡爾的思考方式
    ▲笛卡爾發明現代直角坐標系,為解析幾何奠定了基礎。在物理學方面,笛卡爾主要研究了光學。他在著作《屈光學》中首次對光的折射定律進行理論論證,解釋了人視力失常的原因,並設計了矯正視力的透鏡。正是這樣的科學研究給笛卡爾提供了經驗基礎。
  • 數學教育-笛卡爾
    第一篇<光學>論文中,笛卡爾提出了光的折射定律(但是這個定律在此之前就已被威勒勃勞德·斯內爾發現);討論了透鏡和多種其它光學儀器;描述了眼睛的功能及病態的原因;提出了一種光的學說,後來為克裡斯琴·海更斯系統闡述的光波學說揭開了序幕。第二篇論文第一次用現代的觀點來探索氣象,討論了雲雨風,正確解釋了彩虹的形成原因。
  • 光學基礎:光的折射
    折射現象3.光的反射定律與光的折射規律對比①.光的反射定律:反射光線和入射光線在同種介質中,反射角始終等於對應的入射角。生活中常見的折射現象①.光的折射現象實例:光的折射會造成許多光學現象,如水底看起來比實際的淺;斜插入水中的筷子好像在水面處「折斷」,向上彎折;玻璃磚下的尺子「錯位」;魚缸中的魚看起來變大
  • 這部光學發展簡史您看過嗎......
    綜上所述,到15世紀末和16世紀初,凹面鏡、凸面鏡、眼鏡、透鏡以及暗箱和幻燈等光學元件已相繼出現。幾何光學時期這一時期可以稱為光學發展史上的轉折點。在這個時期建立了光的反射定律和折射定律,奠定了幾何光學的基礎。
  • 我思故我在 | 笛卡爾
    >用自己的方法做出發明的例子第一篇《屈光學》論文中笛卡爾提出了光的折射定律但是這個定律在此之前就已被威勒勃勞德·斯內爾發現討論了透鏡和多種其它光學儀器描述了眼睛的功能及病態的原因提出了一種光的學說後來為克裡斯琴·海更斯系統闡述的光波學說揭開了序幕第二篇論文第一次用現代的觀點來探索氣象
  • 我思故我在 笛卡爾
    >用自己的方法做出發明的例子第一篇《屈光學》論文中笛卡爾提出了光的折射定律但是這個定律在此之前就已被威勒勃勞德·斯內爾發現討論了透鏡和多種其它光學儀器描述了眼睛的功能及病態的原因提出了一種光的學說後來為克裡斯琴·海更斯系統闡述的光波學說揭開了序幕第二篇論文第一次用現代的觀點來探索氣象
  • 【物理數學】數學家的故事丨從笛卡爾到解析幾何
    黑格爾稱他為"現代哲學之父"。他的哲學思想深深影響了之後的幾代歐洲人,開拓了所謂"歐陸理性主義"哲學。堪稱17世紀的歐洲哲學界和科學界最有影響的巨匠之一,被譽為"近代科學的始祖"。少年時期少年時期他上過一所環境優雅的耶穌會學校──尖塔中學。二十歲在普瓦提埃大學獲得法律學學位。雖然笛卡爾受過良好的教育,但他卻認為除了數學以外任何其它領域的知識皆是有懈可擊的。
  • 笛卡爾:一個人怎樣才能做到大徹大悟
    笛卡爾最為世人熟知的是其作為數學家的成就。他於1637年發明了現代數學的基礎工具之一——坐標系,創立了解析幾何學。同時,他也推導出了笛卡爾定理等幾何學公式。值得一提的是,傳說著名的心形線方程也是由笛卡爾提出的。關於笛卡爾的哲學思想,最著名的就是他那句「我思故我在 」。在物理學方面,笛卡爾將其坐標幾何學應用到光學研究上,在《屈光學》中第一次對摺射定律作出了理論上的推證。
  • 近代歐洲哲學家心理思想的創始人之一——笛卡爾
    1628年,笛卡爾移居荷蘭,隨後在荷蘭長達20多年的時間裡,笛卡爾對哲學、數學、天文學、物理學、化學和生理學等領域進行了深入的研究,並通過數學家梅森神父與歐洲主要學者保持密切聯繫。他的主要著作幾乎都是在荷蘭完成的。1634年,笛卡爾完成了以哥白尼學說為基礎的《論世界》。
  • 理性主義哲學的開創者-笛卡爾
    歐洲近代科學的始祖笛卡爾笛卡爾在科學上的貢獻是多方面的。笛卡爾不僅在哲學領域裡開闢了一條新的道路,同時笛卡爾又是一勇於探索的科學家,在物理學、生理學等領域都有值得稱道的創見,特別是在數學上他創立了解析幾何,從而打開了近代數學的大門,在科學史上具有劃時代的意義。笛卡爾堪稱17世紀及其後的歐洲哲學界和科學界最有影響的巨匠之一,被譽為「近代科學的始祖」。在哲學上,笛卡爾是一個二元論者以及理性主義者。
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  • 中國科學院大學2014光學考研大綱
    2.光波在介質界面上的反射和折射:反射定律和折射定律,菲涅耳公式,反射率和折射率,反射和折射的相位、偏振特性,全反射。  (四)光在各向異性介質中的傳播特性  1.光在晶體中傳播特性的解析法描述、幾何法描述,光在各向同性介質、單軸晶體中的傳播特性;  2.平面光波在晶體界面上的反射和折射特性:雙折射,雙反射;  3.晶體光學元件:偏振稜鏡,波片和補償器;  4.晶體的偏光幹涉;  5.晶體的旋光性。
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    2、線光源  線光源是是通過專門設計的光學鏡頭組輸出一條狹長的光帶,本實驗裝置的三路光源就屬於此類光源。3、面光源  面光源是相對點光源及線光源而言,他輸出的光是一系列的平行光,比如太陽光。   二、光的直線傳播    將三路光源打開,對準刻度板的三根虛線調整到平行。
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