光波動(dòng)學(xué)說(shuō)的興起(編輯修改稿)
2025-07-16 15:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 頓環(huán)”現(xiàn)象是牛頓的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，《光學(xué)》，改變其間空氣膜的厚度，；“有時(shí)我一連數(shù)了三十多次周期性變化的序列，在每一個(gè)序列中都包括一明一暗的環(huán)，但是由于它們太窄無(wú)法數(shù)清楚.”牛頓的精確觀察，但是他并未由此走向波動(dòng)說(shuō)，而是用他的光的微粒和以太振動(dòng)相結(jié)合的新觀點(diǎn)，解釋了他發(fā)現(xiàn)的牛頓環(huán)現(xiàn)象.胡克與牛頓爭(zhēng)論時(shí)，提出不少問(wèn)題，牛頓又進(jìn)一步研究，所以他在與胡克爭(zhēng)論過(guò)程中，認(rèn)為在自己的關(guān)于光的粒子結(jié)構(gòu)的理論中，作出的結(jié)論是正確的，但是他也表明作出這個(gè)結(jié)論并沒(méi)有絕對(duì)肯定，所以只能用兩個(gè)字來(lái)表示：“可能”。進(jìn)而認(rèn)為這個(gè)結(jié)論在極端的情況下，僅是自己學(xué)說(shuō)的大概的結(jié)果，而不是它的基本前提. 堅(jiān)持光的波動(dòng)說(shuō)，并想建立理論來(lái)解釋它的是荷蘭物理學(xué)家惠更斯（Chsistisll Huygells， 1629—1695）. 惠更斯于1678年向法國(guó)科學(xué)院提交了《光論》這本著作，該書于1690年出版. 惠更斯以下列論據(jù)來(lái)駁斥牛頓的微粒說(shuō)，他寫道：“假如注意到光線向各個(gè)方向以極高的速度傳播，以及光線從不同的地點(diǎn)甚至是完全相反的地方發(fā)出時(shí)，光射線在傳播中，一條光線穿過(guò)另一條光線而相互毫不影響，就能完全明白這一點(diǎn)：當(dāng)我們看到發(fā)光的物體時(shí)，決不可能是由于從它所發(fā)出的物質(zhì)，象穿過(guò)空氣的子彈和箭一樣，通過(guò)物質(zhì)遷移引起的.”惠更斯在批評(píng)微粒說(shuō)時(shí)，“以太”中的一種傳播過(guò)程，光的傳播方式象聲音的傳播方式一樣. 微粒說(shuō)先占統(tǒng)治地位17世紀(jì)，光的波動(dòng)理論處于萌芽階段。笛卡兒認(rèn)為光是一種壓力，胡克卻說(shuō)光是介質(zhì)中的迅速顫動(dòng)（脈沖），這個(gè)波動(dòng)說(shuō)經(jīng)過(guò)惠更斯的加工，得到了進(jìn)一步的發(fā)揮，沒(méi)有提到波長(zhǎng)的概念，、衍射現(xiàn)象,但是波動(dòng)論在對(duì)這些現(xiàn)象的解釋上軟弱無(wú)力. 相比之下,18世紀(jì)法國(guó)牛頓學(xué)派全面發(fā)展了牛 頓 力學(xué) ,把牛頓力學(xué)建造成為了一個(gè)非常壯麗而完善的體系 , ,早期波動(dòng)說(shuō)更缺乏數(shù)學(xué)的完美性 ,加之由于人們對(duì)權(quán)威的崇拜 ,也由于當(dāng)時(shí)波動(dòng)說(shuō)還不完善 ,因而到了18世紀(jì)后期,大部分人都接受了光的微粒說(shuō),而基本放棄了光的波動(dòng)觀點(diǎn) .使得微粒說(shuō)在光學(xué)中占統(tǒng)治地位達(dá)一個(gè)世紀(jì)之久.4光波動(dòng)說(shuō)的復(fù)興及其與微粒說(shuō)的最終較量在牛頓1704年出版《光學(xué)》一書以后，差不多相隔整整一個(gè)世紀(jì)（光學(xué)包括對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)）進(jìn)展不大，特別是物理光學(xué)的發(fā)展得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，開始了波動(dòng)光學(xué)的英雄時(shí)期；這一時(shí)期從1800年一直持續(xù)到十九世紀(jì)三十年代，而這一發(fā)展主要發(fā)生在英國(guó)和法國(guó)，其代表人物是托馬斯楊和菲涅耳. 托馬斯楊的對(duì)波動(dòng)說(shuō)的研究和貢獻(xiàn)19世紀(jì)的光學(xué)是由英國(guó)醫(yī)生托馬斯楊以復(fù)興波動(dòng)說(shuō)的論文揭開序幕的. ，眼球在注視距離不同的物體時(shí)改變形狀. 、綠、紫的光線，并以此說(shuō)明顏色的感覺(jué)和色盲現(xiàn)象. 托馬斯楊繼續(xù)在愛(ài)丁堡、劍橋以及最后在德國(guó)的哥廷根從事醫(yī)學(xué)研究，，他聯(lián)系自己早期的光學(xué)研究，提出聲和光都是波的振動(dòng)，而托馬斯楊假定光也是一種到處滲透的發(fā)光以太中類似的縱向振動(dòng)，走得同樣快，所以托馬斯楊就作了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使兩道光線互相重迭和干預(yù)，從而產(chǎn)生交替的黑白條紋，他可以算出光波振動(dòng)的波長(zhǎng)，所以他指出光將沿直線走動(dòng)，產(chǎn)生邊緣帶顏色的影子和相互干擾的效果，這些在十七世紀(jì)都曾經(jīng)為格里馬第和其他人研究過(guò)，托馬斯，托馬斯楊和武拉斯頓證實(shí)了惠更斯在冰洲石晶體中所看到的雙折射現(xiàn)象的分析是正確的.1800年，楊發(fā)表了《關(guān)于光和聲的實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題》一文，：“盡管我仰慕牛頓的大名。而他的權(quán)威也許有時(shí)甚至阻礙了科學(xué)的進(jìn)步.”在文章的光學(xué)部分，楊提出了否定微粒說(shuō)的幾個(gè)理由：第一，強(qiáng)光和弱光源所發(fā)出的光線有同樣的速度，這用微粒說(shuō)不好解釋；第二，光線由一種介質(zhì)進(jìn)人另一種介質(zhì)時(shí)，一部分被反射，而另一部分被折射，楊依據(jù)水波的疊加現(xiàn)象，“干涉”.在聲波干涉中，“拍”現(xiàn)象即疊加造成的聲音時(shí)斷時(shí)強(qiáng)的效果，如果光是一種波動(dòng)，也應(yīng)該有干涉和拍現(xiàn)象，即兩種光波疊加時(shí)，，通過(guò)小孔的光作為點(diǎn)光源，在點(diǎn)光源后面放置另一塊開有兩個(gè)很靠近的小
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