1.光色散 光究竟是什么颜色的
七色的彩虹为什么会在雨后的天空出现？漫天飞舞的肥皂泡为什么如此绚丽多彩？镜子中为什么会映出我们的模样？雷声为什么总出现在闪电之后？了解了光的一些物理性质之后，你就可以找到这些问题的答案了。那么，就让我们沿着那一道道的神奇之光，在接下来的这一章中去探寻光线世界的无穷奥秘吧。
在你的心中或许一直都存在着这样一个疑问：天边的彩虹为什么会是五颜六色的呢？是谁赋予了它们如此美丽的色彩呢？难道这世界上真的有上帝存在？当然，上帝是人们虚构的，而谈到彩虹的色彩，就必须从物理学中的光的色散说起。
夏天雨后，常常有一道彩色的圆弧出现在朝着太阳那一边的天空上，它的颜色通常是红色在外，紫色在内，依次排列的，这就是我们通常所说的彩虹。下雨以后，天上悬浮着些极小的水滴，太阳光沿着一定角度射入这些小水滴，引起了的比较复杂的由折射和反射组成的一种色散现象，我们朝着小水滴看过去，就会看见七彩缤纷的虹。
其实，在我国古代，早就有人接触到色散的本质了。南宋时期的学者程大昌在《演繁露》中就记录了露滴分光的现象。他认为日光通过一个液滴也能化为多种颜色，并不是因为水珠本身具有七彩的颜色，它的颜色其实是由日光的颜色所著。这也就是说他明确地指出了日光中包含有数种颜色，是经过水珠的作用而显现出来的。而这其实已经涉及色散的本质了，只不过他并没有继续深入研究，实在可惜。
由于西方在光学发展的早期对颜色的解释显得特别困难，因此欧洲人对颜色的认识一直采用的是亚里士多德的观点。他认为，颜色不是物体客观的性质，而是人们主观的感觉，一切颜色的形成都是白与黑、光明与黑暗按比例混合的结果。
而在1663年，英国化学家波义耳在研究了物体的颜色问题后，认为物体的颜色是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的，而并不是属于物体的带实质性的性质。能完全吸收光线的物体呈黑色，完全反射光线的物体呈白色。另外还有如笛卡儿、胡克等不少科学家，也都讨论过白光分散或聚集成颜色的问题，但他们都主张“红色光是大大地浓缩了的光，紫色光是大大地稀释了的光”这样一个复杂紊乱的理论。
在牛顿以前，对于颜色并没有一个统一的说法。1666年，牛顿由三棱镜开始进行一系列关于色散的理论和实验研究，他把结果归纳为几条，其要点如下：①光线随着它的折射率不同而颜色各异。颜色不是光的变样，而是光线本来就固有的性质；②颜色的种类和折射的程度为光线所固有，不因折射、反射和其他任何原因而变化；③同一颜色属于同一折射率，反之亦然；④不存在自身为白色的光线，白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的，事实上，可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验；⑤必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色；⑥根据以上各条，可以解释三棱镜使光产生颜色的原因及虹的原理等；⑦自然物的颜色是由于该物体对某种光线反射得多，而对其他光线反射得少；⑧由此可知，光线本身不可能是质，而颜色是光（各种射线）的质，由于颜色这样的质起源于光之中，所以现在有充分的根据认为光是实体。
如果想从现实生活中来观察色散，你可以到彩电跟前看看CRT，我们经常看的电视的荧光粉就是这种组合。不过如果要证实光色散请别看你面前电脑的显视器，它的像素点太小了，肉眼分辨不出来。其实真实生活中红、绿、蓝这三种颜色的组合，几乎形成所有的颜色，无论是蓝天白云的舒适，还是花草树木的鲜艳都是如此。
对虹的认识
虹是一种大气光学现象。唐初的孔颖达（574~648）曾概括了虹的成因，他认为“若云薄漏日，日照雨滴则虹生”。明确指出产生虹的三个条件，即云、日、“日照雨滴”。沈括对此也作过细致的研究，并作实地考察。他在《梦溪笔谈选注》中指出虹和太阳的位置正好是相对的，傍晚的虹见于东方，而对着太阳是看不见虹的。可见，从公元6世纪开始，人们对虹就有了比较正确的认识。对虹有了认识之后，便可以人工造虹。8世纪中叶，唐代曾有过这样的试验：“背日喷呼水成虹霓之状”，表示背向太阳喷出小水珠，便能看到类似虹霓的情景。
2. 光衍射 为什么肥皂泡是五彩缤纷的
我们经常会做吹泡泡的小游戏，五彩缤纷的肥皂泡看起来非常美丽，飘舞在空中，就仿佛置身于童话世界一样。当你读完下面这一小节，了解了光的衍射后，你就会明白肥皂泡为什么会有这样多姿多彩的颜色了。
光在传播过程中，遇到小孔（窄缝）或障碍物时，有离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象，这种现象叫做光的衍射。
由于光的波长很短，只有十分之几微米，通常物体都比它大得多，但是当光射向一根细丝、一条狭缝、一个针孔时，就能够清楚地看到光的衍射。这就是产生光的衍射的条件。用单色光照射时效果好一些，如果用复色光，则看到的衍射图案是彩色的。
就光的衍射而言，依实验条件不同，会出现两种完全不同的衍射现象：当超声波频率较高，并且光束穿越声场的作用距离较大的情况下，类似于X射线在点阵上的衍射作用，光束通过声场以后，在出射光束的一侧出现较强的一级衍射光，服从布格父子提出的理论，因此被称为布格衍射；而当超声波的频率不太高，并且光束穿越声场的作用距离较小的情况下，声波引起媒质折射率的周期性变化起着相位光栅的作用，使通过的光束产生多级衍射，分布在出射光束两侧，这种现象被称为曼—纳特衍射。不管在哪一种衍射的情况下，衍射光束都要产生偏转、频移和强度变化，变化的量值则随声波的强度、波长和传播速度等参量而改变。在科学应用及工业化生产中，声光作用的应用就是利用衍射光束的这些性质来实现的。
意大利的物理学家格里马地最早发现了光的衍射现象。1665年，格里马地在他出版的一本书中记载观察到光线通过棍棒后的强弱分布并没有截然的边界，不能用当时通行的光的微粒说来解释。1678年，荷兰物理学家惠更斯提出了惠更斯原理，用波动说解释衍射。1882年，德国物理学家基尔霍夫用积分定理建立衍射理论。科学家们一步步将光的衍射现象的谜团解开了。
在日常生活中，最常见到的光的衍射现象就是五颜六色的肥皂泡。肥皂泡泡是由一层像透明的玻璃纸一样薄的肥皂膜形成的，所以，当阳光射到肥皂膜上时，它的里面和外面都会产生反射。而看似无色的阳光实际上是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种单色光组成的复光，如果在肥皂膜的某处，某种色光得到加强，呈现出的就会是另外一种颜色了。比如说，在肥皂泡的一部分，正好使两股反射回来的红光相抵消，那么在这个地方就看不到红光而只是显示出蓝绿色。
小孔成像
我国的著名学者墨翟和他的学生，在两千四五百年以前，做了世界上第一个小孔成倒像的实验，他们指出了光沿直线进行的性质，解释了小孔成倒像的原因。这是历史上第一次对光直线传播作出科学解释。小孔成像是用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化，我们把这样的现象叫小孔成像。小孔成像反映了光沿直线传播的性质。
3. 光的反射和折射 发现镜子中的自己
在《爱丽丝漫游仙境》中，可爱的爱丽丝通过一面镜子，走进了一个奇异的世界。当然，童话只是童话。现实中，我们不可能像爱丽丝那样钻进镜子里，去经历很多好玩的事情，但是我们每天也会在镜子前照照自己的模样。问题又来了，你知道为什么镜子会映出我们的样子吗？
光学和几何学、力学、天文学等一样是最早发展起来的学科之一，它的发展史可以追溯到两千多年前。
约在公元前四百多年的春秋战国时代，墨家的《墨经》中就记录了8条有关光学的知识。它不仅叙述光的直线传播和针孔成像，解释影的定义和生成，而且还以严谨的文字讨论了物和像在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中的关系。实际上，《墨经》中关于光学的记载已触及了很大一部分有关几何光学的知识，从时间上来看，它比古希腊欧几里德所著的《反射光学》要早一百多年。因此，《墨经》中的光学条文，不仅是我国最早的光学著作，也是世界古代科技史上难得的比较全面的光学著作。
对于早在一千多年前，古人就利用光的折射现象，将冰块削成球面状，制成了凸透镜，用来聚焦太阳光以取火。但可惜的是，我国虽然有着丰富的实践经验却没有能够上升到理论高度，所以现在普遍认为古希腊哲学家欧几里德是最早从定量的角度研究光的反射现象的人。他在书中指出了入射线与镜面所成的角度等于反射线与镜面所成的角度，阐述了光的反射定律。此外，他还以光照射入的切平面代替平面镜来证明光线在凹面镜和凸面镜上反射时的规律。后来，阿拉伯人阿尔哈增提出了法线的概念，对反射定律作了有益的补充，使得反射定律更加完整。
1657年，法国数学家费马用光程最短原理使反射定律得到了真正的科学证明，使光的反射规律被应用到了更为广泛的领域，大至研究天文使用的望远镜、军事用途的潜望镜，小至水中倒影等等，都由它而来。
其实在早在公元2世纪，希腊学者托勒密就曾做过关于光折射的实验，在17世纪初，德国天文学家开普勒也研究过光的折射的问题，不过最终通过实验得到折射定律的是荷兰物理学家、数学家斯涅尔。1621年，他发现在不同的介质里，入射角和折射角的余割之比总是保持相同的值，用n21表示，即sinθi/sinθt=n21sinθi/sinθt=v1/v2=n21式中n21称为第二介质对第一介质的相对折射率，也就是说入射角和折射角的正弦之比为一常数，但遗憾的是，这个结论是斯涅尔去世多年后，人们才在他的遗稿中发现的，他本人并未将此公开发表出来。直到了1637年，法国哲学家、科学家笛卡儿才在《折光学》一书中从数学上导出了用正弦函数形式表述的折射定律，最终将折射定律确定为今天的表述形式。
光的反射定律与折射定律都是几何光学的基础，它们不仅在理论研究上奠定了基础，也为光学技术的历史发展和光学产品的设计种类提供了新的方向。
世界上有黑色的光吗？
人的眼睛能看见的光波波长为760~390nm，按波长由长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，如果我们看见的光都是单一波长的光，那么它一定是以上颜色中的一种。那么，世界上有黑色的光吗？这是个奇怪的问题。如果你拿去问物理老师，他会解释给你听：“物体吸收所有光线后，人眼得不到光的信息从而产生了黑色。”也就是说，黑色是物体吸收所有的可见光所表现出来的颜色，而所谓的“黑光”，其实就是物体反射光弱。
4. 光速 光究竟有多快
在打雷下雨的时候，我们一般都是先看到闪电，然后才听见打雷的声音。这是一个很有趣的现象，你知道这是为什么吗？原来，我们之所以会先看见闪电然后才听见打雷，是因为光的传播速度比声音要快。那么，光的速度究竟有多快呢？
光是我们每日都接触到的东西，但是它的速度是多少呢？在文艺复兴之前，人们认为光的传播根本不需要时间。经过了多年的研究和证实，光的传播速度大约每秒30万千米，这样快的速度，简单的测量仪根本没有办法测量。
关于光速有很多的测定方法，大体上分为天文学的测定方法和大陆上的测定方法。天文学上最早测出了光的速度，这是因为宇宙广阔的空间为测量光速提供了足够大的距离。
1676年，丹麦天文学家罗默首先测出了光速。他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”——木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀。他用光的传播速度是有限的来解释“连续两次卫星蚀相隔的时间，当地球迎向木星运动时，要比地球背离木星运动时要短一些”这个现象，为了取得可靠的结果，他在整年中连续地进行观察，从而通过卫星蚀的时间变化和地球轨道直径求出了光速。但是，由于当时地球轨道的半径只有近似值，故求出的光速只有214300km/s。尽管这个光速值离我们现在所测定的准确值相差甚远，但它却是测定光速历史上的第一个记录。后来人们在地球轨道半径测量准确度提高后，用照相的方法测量木星卫星蚀的时间，再用罗默法求得的光速值为299840±60km/s。
在物理学发展史上，意大利物理学家伽利略最早提出用大地测量法测量光速。1607年，他让两个观察者站在相距甚远的位置上，手中各执一盏能遮蔽的灯来进行实验，但是由于光速很大，加之观察者还要有一定的反应时间，所以伽利略的尝试没有成功。
第二个大地测量法是旋转齿轮法，这个实验方法在1849年首先由斐索提出，他用旋转齿轮定期遮断光线的方法来进行自动记录，所得出来的光速结果为c=2×8633×18244（m/s)≈3.15×108(km/s)。而在1951年，贝格斯格兰用克尔盒法得出来的结论是c=299793.1±0.3km/s。
美国的迈克尔逊把齿轮法和1851年傅科发明的旋转镜法结合起来，创造了新的测速方法——旋转棱镜法。他把旋转镜法中的旋转平面镜用一个正八面的钢质棱镜代替，从而使光路大大地增长，为了减少测量误差，他又利用棱镜转动的速度代替齿轮转速，从而精确地测出光走完整个路程所需的时间。迈克尔逊在光速测量这方面付出了常人难以想象的极大的劳动。从1879~1926年，他曾前后从事光速的测量工作近五十年。1926年他的最后一个光速测定值为c=299796km/s，这个测定值在当时是最精确的，很快成为当时光速的公认值。
光在不同介质中的传播速度是不一样的，比如光在空气中的速度：3.0×108m/s；光在水中的速度：2.25×108m/s；光在冰中的速度：2.30×108m/s；光在玻璃中的速度：2.0×108m/s。
在迈克尔逊测量光速期间，1887年，他与化学家莫雷合作，运用高精度的迈克尔逊干涉仪开始了著名的以太漂移实验。这个实验原本的结果是为了发现地球轨道与静止以太之间的相对运动，可是结果却发现了用牛顿定律无法解释的没有运动现象。这一现象引起来了众多科学家的震惊和质疑，它就犹如一朵乌云，笼罩在科学史的上空，但是这个结果却为爱因斯坦的相对论创造了条件。
时间膨胀
我们所处银河系的直径约有十万光年。假设有一艘近光速的宇宙船，它需要十多万年的时间，才能从银河系的一端走到另一端，但这只是对于静止的观测者（相对于银河系）而言，在宇宙船上的工作人员实际感受到的旅程只有数分钟。这就是特殊相对论中所提到的移动时钟的时间膨胀现象。
5. 光谱分析法 两位科学家的合作发现
在物理学高速发展的今天，实验物理学已经成为物理学科的一个非常重要的组成部分。回顾过去，其实，通过实验的方法去探寻事物背后隐藏的规律一直是物理学发展史上一种非常重要的手段。在这一节中，我们就来介绍一种非常重要的实验分析方法——光谱分析法。
1858~1859年间，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫共同研究发现了光谱分析法，它是利用光谱学的原理和实验方法来确定物质的结构和化学成分的分析方法。
1811年3月31日，罗伯特·威廉·本生出生在德国的哥廷根的一个书香世家。1828年，预科毕业后，他回到哥廷根上了大学。他在大学期间主要学习了物理学、化学、数学和矿物学等课程，并且他的化学教师就是化学元素镉的发现人——著名的化学家斯特罗迈尔。
获得了博士学位后，他开始四处游学，1833年他结束游学回到家乡，先后担任了哥廷根等大学学校的教师。1843年，本生才到布勒斯劳任化学教授，他在这里结识了物理学家基尔霍夫，此后二人一直长期合作研究光谱学。1852年，本生在海德堡任教授，一直从事化学教学和研究并为了事业终身未娶。
本生讲授《普通实验化学》课程，在长期的教学生涯中，他为学生做了许多出色的演示实验，他可以很快就用玻璃管制作出所需的仪器，这种高超的技巧使他的学生们非常佩服。他研制的实验煤气灯被称为本生灯，温度可达2300℃，且没有颜色，一直到现在，许多化学实验室在还使用这种灯。本生在使用他的煤气灯时发现不同成分的化学物质，在本生灯上烧不同化学物质时，出现不同的焰色，这一点引起他极大的注意，正因为此才使他发现了各种化学物质的颜色反应。成了他以后建立光谱分析的机遇。
本生在他发明的灯上的烧过各种化学物质，他发现，钠盐灼烧时黄色，钾盐紫色，铜盐蓝绿色，钙盐砖红色，钡盐黄绿色，锶盐洋红色。
1859年，物理学家基尔霍夫和本生开始共同探索通过辨别焰色进行化学分析的方法。起初，他们认为，只要辨别一下物质燃烧时的焰色，就可以定性地知道其化学成分，这样会使化学分析极为简单。但后来经过深入的研究发现，事情不像想象的那样简单，因为在复杂物质中，各种颜色互相掩盖使人无法辨别，特别是钠的黄色，几乎把所有物质的焰色都掩盖了。本生又试着用滤光镜把各种颜色分开，效果比单纯用肉眼观察好一些，但仍不理想。因此，他们把三棱镜和直筒望远镜连在一起，设法让光线通过狭缝进入三棱镜分光。就这样，第一台光谱分析仪诞生了。“光谱仪”安装好以后，他们就开始合作，系统地分析各种物质，本生在接物镜一边燃烧各种化学物质，基尔霍夫在接目镜一边进行观察、鉴别和记录。他们发现用这种方法可以准确地鉴别出各种物质的成分。
光谱分析法创立后，1860年5月10日，本生和基尔霍夫在狄克海姆矿泉水中，发现了新元素铯；1861年2月23日，他们又在分析云母矿时，发现了新元素铷。此后，光谱分析法被广泛采用。1861年，英国化学家克鲁克斯用此法发现了铊；1863年，德国化学家李希特和赖希也是用光谱法发现了新元素铟，以后又发现了镓、钪、锗等。
最令人惊奇的是，本生和基尔霍夫创造的方法，不仅发现了大量的新元素，甚至可以研究太阳及其他恒星的化学成分，为以后天体化学的研究打下了坚实的基础。
满载荣誉的本生
1842年，本生被伦敦化学会和法国科学院聘为外国会员；
1853年，他担任了德国科学院的通讯院士一职；
1860年，英国皇家学会授予他荣誉奖章；
1877年，本生和基尔霍夫共同获得了戴维奖：
1890年，本生获得了英国工艺学会的何尔伯奖。
本生一生获得过许多荣誉。但他本人却对奖章、勋章等荣誉很淡漠。他对他的学生和朋友说：“这些奖章和荣誉的价值，只在于它们能使我的母亲感到高兴，可惜，她已经不在人世了。”
6. 拉曼效应 海水颜色之谜
印度人拉曼是第一位获得诺贝尔物理学奖殊荣的亚洲科学家。1930年，他因光散射方面的研究工作和拉曼效应的发现，获得了当年的诺贝尔物理学奖。那么，以这位科学家的名字命名的“拉曼效应”究竟是怎么一回事呢？
1921年夏天，33岁的拉曼作为印度最高学府——加尔各答大学的代表，去牛津参加英联邦大学的会议，并且准备在英国皇家学会发表演讲。在地中海航行的“纳昆达”号上，拉曼对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源，于是便在这艘客轮的甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。
事实上，早在16岁时，拉曼就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律对蔚蓝色天空所作的解释。后来，由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利所说的“深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致”这一段话值得商榷，出于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，拉曼在这一次启程去英国时，特意在行装里准备了一套实验装置：几个尼科尔棱镜、狭缝、小望远镜，甚至还有一片光栅。
首先，他用尼科尔棱镜观察从海面反射的光线，来消去来自天空的蓝光。这样看到的海水自身的颜色是比天空还更深的蓝色。接着，他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。由此可见，海水的颜色是海水本身的一种性质，而并非是由天空的颜色引起的。拉曼在回程的轮船上写了两篇论文讨论这一现象，他认为这一定是起因于水分子对光的散射。论文在轮船中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
拉曼对于这个问题的研究并没有止于此，1924年。他到美国访问，从康普顿发现X射线散射后波长变长的效应中得到了重大的启示，认为自己的发现是“康普顿效应的光学对应”。后来，经过了几年曲折的探索，他认识到颜色有所改变，比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。1928年初，拉曼作出明确的结论，并且参照康普顿效应中“变线”的命名，把这种新辐射称为“变散射”。
1928年2月28日下午，根据之前实验所得结论，拉曼决定采用单色光作为光源，进行一次有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光，看到在绿光和蓝光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶尔也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。简单的解释就是光的频率在散射后会发生变化，而这个频率的变化决定于散射物质的特性。不久后，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。
拉曼发现反常散射的消息引起了强烈反响，继而传遍世界，许多实验室相继重复实验，证实并发展了他的结果，科学界对他的发现给予很高的评价。仅1928年，关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。但是尽管如此，他一直都没有离开印度，不仅创建了印度科学院并亲任院长，还建立起研究所，为印度的科学事业和教育事业作出了重要的贡献并立下了丰功伟绩。
认真思考别人的问题
1921年，印度科学家拉曼在一艘轮船上，听到一个印度孩子问他的母亲：“海水为什么是蓝色的？”年轻的母亲一时语塞，在一旁饶有兴趣听他们谈话的拉曼告诉男孩：“海水之所以呈蓝色，是因为它反射天空的颜色。”在此之前，几乎所有的人都认可这一解释，因为它出自英国物理学家瑞利。但不知为什么，拉曼总对自己的解释心存疑惑，他发现自己丧失了男孩追求“未知”的好奇心。回到加尔各答后，他立即着手进行研究，发现瑞利的解释实验证据不足，难以令人信服，于是决心重新进行研究。
7. 光学玻璃 神奇的光学发明
在我们的日常生活中，玻璃是一种非常常见的事物。家家户户大大小小的门窗上都镶有玻璃，用来透光、隔风。现在，市场上的玻璃让人眼花缭乱。你知道这琳琅满目的玻璃中，有一种光学玻璃吗？那可是一项神奇的光学发明呢！
光学玻璃是通过反射、折射、透过方式传递光线或通过吸收改变光的强度或光谱分布的一种无机玻璃态材料，一般使用在显微镜、望远镜、照相机等，或者在医学领域、核工业等作为屏蔽和窥视窗口材料。
光学玻璃的制作涉及了元素周期表中的所有元素。并且它的过程也相当的复杂：几乎首先按特定配方混合高纯度的氧化物，在白金坩堝中将其高温熔化，用超声波搅拌均匀后去除气泡，然后要经过长时间缓慢的降温过程，以免玻璃块生内应力。冷却后的玻璃块，还必须经过光学仪器测量，检验其透明度、均匀度、纯度、折射率和色散率是否都合规格。合格的玻璃块再通过热锻压的方式成为毛胚，之后才能够被安装到仪器上。
因为光学玻璃的发展和光学仪器的发展密不可分：新品种玻璃的试制成功会促进光学仪器的发展，进而使光学进一步发展；反之也是成立的，光学系统向着新的改革前进，往往就会向光学玻璃提出新的要求，从而推动光学玻璃的发展。
最早被人们用来制作光学零件的光学材料是天然晶体，据称古代亚西利亚用水晶做透镜，而在古代中国则应用的是黄水晶和茶镜。考古家证明三千年前在古埃及和古中国（战国时代），人们已经能够能制造玻璃了。而一直到了13世纪，玻璃这件物品才被真正地作为眼镜和镜子开始使用。恩格斯对此给予了很高的评价，说这是当时的最卓越的发明之一。此后随着航海学与天文学的发展需要，伽利略、牛顿、笛卡儿等也用玻璃制造了望远镜和显微镜。从16世纪开始，玻璃就已成为制造光学零件的主要材料了。
随后到了17世纪，光学系统的消色差成为光学仪器的中心问题。这时由于人们通过经验的积累改进了玻璃成分，从而使赫尔于1729年获得第一对消色差透镜，至此之后，光学玻璃开始分为了冕牌和燧石玻璃两个大类。
但是直到1768年，纪南才在法国首先用黏土棒搅拌的方法制得了均匀的光学玻璃，也因此开始建立了独立的光学玻璃制造工业。据调查，在19世纪中叶，几个发达的资本主义国家都先后建立了自己的光学玻璃工厂，如英国钱斯公司、德国萧特公司、法国帕腊-芒图公司等。
第一次世界大战前夕，为了迅速发展军用光学仪器，德国著名物理学家阿贝被邀请参加蔡司工作坊，要求打破光学玻璃品种贫乏的限制。阿贝在玻璃中加入了新的氧化物，并且开始研究这些氧化物对玻璃光学常数的影响。也就因为如此，光学玻璃有了更多的分类，品种也有了更大的扩展。在此基础上，才在光学仪器方面出现了显微镜物镜及较完整的照相机。
第二次世界大战前后，随着各种光学仪器如高级照相物镜、紫外与红外光谱仪器、航空摄影等的发展，对光学玻璃又产生了新的需要，也就相应地促进了光学玻璃的新发展。1942年，美国摩莱及后来苏联与德国的科学工作者都相继把稀土及稀散氧化物引入玻璃中，因而得到了一系列高折射率低色散的光学玻璃，从而扩大了玻璃品种。
由于各种新品种光学玻璃在加工或使用性能上或多或少地存在着缺陷，扩展光学玻璃领域的同时，还应在光学玻璃的物理和化学性质以及生产工艺方面，加大研究力度，进行改善工作。
玻璃的性质
中国古代把玻璃称做琉璃，是一种硬度及强度颇高，颜色透明，不透气的物料。玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸（氢氟酸除外，它会与玻璃反应生成SiF4，从而腐蚀玻璃），但溶于强碱，例如氢氧化铯。玻璃是一种非晶形过冷液体。融解的玻璃迅速冷却，各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。
