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序言 1

前言 1

第一章 光造就了地球上的生命和文明 1

第一节 海水中引发的光合作用 2

第二节 臭氧层保护了陆地上的生物 6

第三节 火的利用促进了人类文明的进程 9

第四节 光使人类认识了所在的世界 13

第二章 古代和中世纪对光的探索 16

第一节 是光线还是视线 17

第二节 中国古代对镜面反射的研究 19

第三节 中国古代对小孔成像的研究和应用 21

第四节 中世纪光学的发展 23

第三章 几何光学的发展和应用 26

第一节 谁发明了眼镜 27

第二节 带我们进入微观世界的显微镜 30

第三节 望远镜的发明和改进 32

第四节 几何光学的发展 37

第四章 光的波动性和粒子性 39

第一节 光的粒子性 40

第二节 光的波动性 42

第三节 波动说和粒子说的争论 45

第四节 波动光学的复兴和确立 48

第五章 光是一种电磁波 54

第一节 法拉第和韦伯发现光和电磁有关 55

第二节 麦克斯韦预言光是一种电磁波 59

第三节 学术界怀疑麦克斯韦的电磁理论 64

第四节 赫兹使学术界接受了电磁理论 66

第六章 光的分解和光谱 69

第一节 牛顿的三棱镜分光实验 70

第二节 太阳光谱中的暗线 72

第三节 光谱化学分析法 74

第四节 现代天体光谱分析 77

第七章 光传播的速度 79

第一节 光的传播是否需要时间 80

第二节 天文观察法测定光速 83

第三节 地面仪器测定光速 86

第四节 现代地面仪器测定光速 89

第八章 光的波粒二象性 91

第一节 光的波动学说的危机 92

第二节 光电效应要求理论上有所突破 95

第三节 量子概念的提出 97

第四节 爱因斯坦以光量子解释光电效应 99

第五节 光和物质的波粒二象性 103

第九章 光速不变与狭义相对论 105

第一节 尺缩效应和洛伦兹变换 106

第二节 狭义相对论的创立 112

第三节 质能转换公式 116

第四节 三个与相对论有关的科学巨人 119

第十章 引力场对光的影响 123

第一节 广义相对论的创立 124

第二节 光在引力场中会发生偏移 127

第三节 光在引力场中会发生引力红移 130

第四节 相对论的意义 134

第十一章 激光及其广泛的用途 137

第一节 激光研发的历史 138

第二节 产生激光的原理 141

第三节 激光的特点 143

第四节 激光和光纤通信 145

第五节 激光的广泛应用 150

第十二章 利用太阳光解决全球变暖之危机 154

第一节 全球变暖的状况及危害 155

第二节 全球变暖的原因 161

第三节 二氧化碳的性质和应用 165

第四节 利用太阳光解决全球变暖之危机 168

第五节 利用太阳光缓解全球变暖及粮食短缺问题 178

附录1地质年代和生物的发展 180

附录2火灾的分类 182

附录3一种燃煤发电厂废气处理二氧化碳分离和综合利用装置 183