马文东

(江苏省淮北中学 223900)

1 几何光学的发展

光的反射的研究，最早可以追溯到古希腊学者欧几里得(Euclid of Alexandria ，前330年～前275年)，在一本主要研究平面镜、凹面镜和凸面镜反射问题的《镜面反射》著作中，记录了入射光线和镜面的夹角等于反射光线与镜面的夹角[1].约在公元100年，亚历山大里亚的希罗为了解释光的直线传播和反射定律,曾经提出过光在两点之间走最短路程的看法.

对光的折射现象的研究要稍晚一些，古希腊人托勒密(Claudius Ptolemaeus，约90年～168年)首先通过实验研究了光的折射现象，根据正确的测量数据，得出一个只有在入射角很小的情况下才近似成立的结论：折射角和入射角是成正比关系.

德国人开普勒(Johannes Kepler， 1571～1630)在托勒密实验的基础上，经过分析当时所知道的光学成果，发现了托勒密关于折射规律结论的局限性，得出了他的折射规律是：折射角由两部分组成，一部分正比于入射角，另一部分正比于入射角的正割,只有在入射角小于30°时，入射角和折射角成正比的关系才成立.

荷兰数学家斯涅耳(Willebrord Snell，1580～1626)于1620年前后，通过实验确立了开普勒想发现而没有能够发现的折射定律： 在不同的介质里，入射角和折射角的余割之比总是保持相同的值.后经法国人笛卡尔(Rene Descartes，1596～1650年)，给出了折射定律的现代表述形式.

1650年法国数学家费马(Pierre de Fermat，1601～1665)，把光的直线传播、反射和折射定律等光学的基本实验定律，总结成为一个原理：光由空间一点传播到另一点，将沿着光程(作用量)为极值的路径传……