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光的本质是什么?波粒大战二百年

 幽幽龙仔 2020-05-21

在《圣经》里有这样的记载:上帝说“要有光”,于是就有了光。上帝把光和暗分开,把光称为白昼,把暗称为黑暗。夜晚过去后,清晨接着来临,这是第一天。

光的本质是什么?波粒大战二百年

诚然,生活在地球上的人类无时无刻不在享受着太阳赠予我们的一切。毫不夸张地说,我们使用的能源几乎都是来源于太阳。清晨,第一缕阳光洒下,美好的一天又开始了。人们重复着日复一日的工作、生活。阳光也这样日复一日地照耀了地球46亿年。

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但是光到底是什么?人类始终无法给出准确的答案。

在科学界有一个著名的评价:上帝说要有光,于是就有了牛顿。

没错,这是后世对艾萨克·牛顿的崇高评价。牛顿不仅开创了万有引力学说,它在光学上也可谓是功勋卓著。当我们把一束光照向三棱镜时,光线通过三棱镜,最后照在墙上会出现赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩。这就是由牛顿首先提出的著名的光的色散实验。

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1704年,牛顿发表了著作《光学》,其中认为光的本质是一种微粒。光是由一颗颗小光丸组成的粒子流。人们之所以可以看见东西,就是因为物体反射了光线,而这些组成光线的粒子不断地冲击着我们的视网膜,最后形成视觉。微粒说也很好地解释了光的反射和折射现象。

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牛顿的学说——光是微粒,统治了学界整整一百年,直到一位医生的出现。

1773年6月,托马斯·杨来到了这个世界。他可谓是含着金钥匙出生的,不仅家庭富裕,而且天资聪慧。从小就学习了许多大人物的著作。托马斯·杨成年后选择成为一名眼科医生。因此可以更多地了解光线、视觉方面的知识。他在行医之余经常摆弄各种物理实验。不经意间,却挑战了牛顿百年的学说。

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1801年,托马斯·杨做了闻名后世的双缝干涉实验。当一束光通过很窄的狭缝,最后照在探测屏上,会出现许多明暗相间的光带。这个实验说明光不是微粒,而是一种波。只有波在通过狭缝后,才会在探测屏上形成许多明暗相间的光带。

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托马斯·杨发表了自己的观点。可是他在牛顿面前显然是渺小的。当时的学术权威并不认可光的波动说,而且还讽刺托马斯·杨“用一些不合逻辑的实验得出了一个荒唐的结论”。但是托马斯·杨并没有退缩,他仍坚持波动学说,孤身挑战牛顿的微粒说。他四处发表论文,还印成手册分发。

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(图文无关)

一晃近二十年过去了,波动学并未被大众所接受。托马斯·杨反而被人认为是疯子。无奈,已过不惑之年的悲情英雄只得改变研究方向,专研考古学,破译象形文字去了。

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真正使波动说绝地反击、赢得主动的是伟大的电磁科学家麦克斯韦。

1865年,他发表了“最精美的方程组”——麦克斯韦方程组。通过他的研究,人们发现了电磁波,并认识到光和电磁波有许多相同之处,光极有可能是一种特殊的电磁波。

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至此,光的波动说似乎已经稳操胜券,只要找出以太就能取得完胜。关键的以太究竟为何物?它就是光波在空间中传播的介质。

我们都知道水波的传播必须以水为介质。声音(波)的传递必须以空气为介质,在太空中没有空气所以我们不能听见声响。

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以太就是光的水,就是光的空气。

水、空气对于人类是多么重要的存在,我们时刻都能触摸到、呼吸到。

以太对于波动学说是多么重要的存在,可是科学家用了百多年去寻找,仍一无所获。

微粒学派肯定不会放过这一巨大的破绽,他们以此为突破口再战波动学派。

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波粒大战二百年,想要结束这场世纪纷争,必须要有一位热爱和平、拥有博大胸怀,而且要有极高科学成就的巨匠才行。

1879年3月14日,他已悄然地在德国呱呱坠地……

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