解读光的解读本质,光到底是光的光波还是粒子?
1、解读光的本质本质,光到底是底波波还是粒子。关于光的还粒本质,古希腊哲学家信奉一种观点,解读认为光是光的光由极其微小的“光原子”所构成,这一观点带有朴素的本质辩证唯物主义色彩。相对地,底波古代中国学者则从哲学角度出发,还粒提出光源自于气,解读是光的光一种特殊的由光源散发出来的气态物质。关于光的本质科学探索,其开端可追溯至笛卡尔。底波
2、还粒笛卡尔在《屈光学》一书中,首次为折射定律提供了理论性的解释。他不仅阐述了视力异常的成因,还设计了用以矫正视力的透镜。笛卡尔提出了光波动说的初步框架,紧随其后,胡克在1660年代发表了他的光波动理论。胡克将光设想为在名为发光以太的介质中以波的形式传递,并提出光在进入高密度介质时会减速,因为波不受重力影响。
3、胡克的理论得到了惠更斯的完善和发展。1678年,惠更斯在一次法国科学院的公开演讲中,推翻了牛顿的微粒说,并在1690年出版的《光论》中正式提出了波动说。
4、他著名的惠更斯原理促进了光学研究的进步。《光论》中的核心光学理论是光波理论,惠更斯认为,从波源发出的每一个子波,都可以作为新生波面的源点。通过这一原理,他揭示了光的衍射、折射定律和反射定律,并解释了光在高密度介质中速度减缓的原因。
5、与此同时,牛顿却持有不同见解,他认为光是一种微粒。在牛顿的《光学》中,他系统地阐述了光的直线传播、偏振现象,于1675年提出了光是由光源发出的物质微粒这一假设。由此,波粒之争持续了300年。
解读光的本质,光到底是波还是粒子?
1、起初,惠更斯和胡克相继去世,而牛顿的《光学》则确立了他的粒子说。牛顿还借鉴波动说的概念,将震动、周期等理论引入粒子说,进一步丰富和发展了这一学说。随着牛顿的声望日益增长,他的微粒学说在很长一段时间内占据了对光的解释的主导地位。
2、然而,著名科学家托马斯·杨在研究牛顿环时,对条纹的成因产生了疑问。他认为,条纹的形成可以用波动理论简单解释——亮条纹是两道光波同相位增强所致,暗条纹则是两道光波反相位相互抵消的结果。
3、杨氏双缝干涉实验成为支持波动理论的经典例证。这个实验显示,当光通过两道平行狭缝投射到墙壁上时,会形成明暗相间的条纹。杨的实验成果对科学界产生了深远影响,有力地支持了惠更斯的波动理论。菲涅尔、傅科和核磁共振等后续实验,也进一步证实了光波动说的正确性。
4、欧拉也在他的《光和色彩的新理论》中支持波动说,认为波动理论更易于解释光的衍射现象。从牛顿时代开始的300年间,关于光的性质是波还是粒子的争论未曾停歇,两大理论学派各有拥趸,交替主导了对光的解释。19世纪末至20世纪初,随着物理学向微观领域拓展,这场争论转移到了粒子层面。海森堡认为电子是量子化的,像粒子一样在不同的轨道上跃迁;而薛定谔则认为电子是一种波,就像云一样,即电子云的由来,放大观察则像是空间中扩散的振动叠加。
5、爱因斯坦的光电效应研究初步提出了波粒二象性的概念。他指出,在杨的双缝实验中,当降低光强度至每次只有一个光子进入实验装置时,就会观察到奇异的现象。1905年,爱因斯坦明确指出,单个光子是一种粒子。这一光量子理论成功解释了光电效应,并为爱因斯坦赢得了诺贝尔奖。