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从光学发展史看光的波的(7)
2014-09-29 | 阅:  转:  |  分享 
  




回顾光学发展的历史,光学发展有两种树立的学说,一派以牛顿为代表的发射说;另一派以惠更斯为代表的波动说。由于波动说解释不了光的直线传播,以及牛顿在学术界的权威,微粒说在光学中占统治地位,波动说在学术界得不到承认。波动说沉寂了一百多年,直到1801年T·杨在英国皇家学会宣读了关于薄片颜色的论文。但他们的干涉原理的论文未在科学界留有印象,在学术界受到了猛烈地批评?他的理论被埋没了二十年。直到1816年菲涅耳的《菲涅耳》波带论,在大得多的程度上应用了数学分析,并使许多人开始相信了波动学说,同时T·杨的干涉理论在菲涅耳的支持下得到了学术界的承认。从此微粒说才彻底溃败,直到二十世纪的光电效应;康普顿效应;光压的发现,光的微粒说才又以新的形式重新提了出来。光学史的发展不仅存在着曲折性,也存在着偶然性,开始微粒说在光学中一统天下,波动说受到了猛烈批评与潮讽。但是由于微粒说的发展一度停滞,十九世纪波动说才再度崛起,使光学沿着波动说发展,同时也影响了物理学的发展。

经历了以牛顿为代表的微粒说;以惠更斯为代表的波动说。但是无论哪一种学说都不能解释所有的光学现象。然而光的运动不可能有多重性,光只有一种固定运动。从现代科学激光、光电效应、光压的发现,都证实了光的微粒性。下面从杨氏双缝干涉进行分析。

一、杨氏双缝干射

图(三)是杨氏双缝干射图







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图(三)





相氏双缝干射是波动光学的理论基础,测出了光的波长,奠定了光学的发展方向,本文对相氏双缝干射理论产生几点疑问。

(一)杨氏双缝干射公式推导中也有不符合科学的地方,如公式推导中:

δ=r2-r1≈dsinθ——①

sinθ≈tgθ——②

∵tgθ=——③

∴δ≈如果δ=K

,当K为偶数时是亮线,K为奇数时是暗线。

从公式推导来看,推导中用了两个近似公式,杨氏双缝干射实验是证明光的波动性,所以不能陷入先入为主认为光就是波;在证明定理中不能用近似公式,在证明中两处使用近似公式:sinθ≈tgθ当θ角增大时θ>5时,sinθ≠tgθ,即tgθ>sinθ误差增大,造成了光带频率不同,光带中间光λ短,两侧光λ变长。波动学说利用了tgθ=随着θ角度增大而增大,所产生的λ误差,误认为两側光频率低;中间光频率高,得出光是波的错误结论。

(二)杨氏双缝干射试验主观认为:从狭缝射出的光是波长相等的光,即单色光,单色光通过狭缝后想干涉变为复色光。实际从狭缝射入的光是复色光,如果复色光产生干涉是无法得到明暗相间的光带,所以无法解释光的干涉现象。

(三)从相氏双缝干射图上看,几条明线光谱都是波的同相位叠加;暗线光谱都是波的反相相位叠加,试问:如何使波的振动方向相同呢?如何像水面波呢?

(四)光源发出的每一束光都与“波振面”垂直,每一束光都不相交,更不可能两束不同时间发射的光相交干涉,所以光的干涉是荒谬的。

(五)从杨氏双缝干涉图图(三),如干涉光全部落在屏上,必须三条直线相交于一点,即r、r1、EE/三条直线相交于一点,三条直线方程联立解方程组。从图「三」看:从狭缝射出光的波长是以狭缝为中心的同心圆,所以三条直线的交点最多只有一个,其它交点不会落在直线EE/上,从图(三)看出光带是圆弧形的,即干涉光不会出现屏上。所谓杨氏干涉的干涉图,只是小孔成像原理,每条明线就是光源倒立实像,而不是波的叠加,光的波动性完全是错误的、虚构的。

(六)认为光是机械波的横波,波是机械运动,而光有热效应。所以光是一种微粒。

从对杨氏双缝干涉的分析,公式中存在明显的数学错误,对于物理学家来讲数学是基础知识,不应该发生的错误。产生错误的原因是为追求光的“波动性”有意牺牲科学性,因为错误是浅显的,不应出自物理家之作,只能认为有对科学不负责任、追求名利之嫌。光的波动性源头的错误,导致一错俱错,波动光学是伪科学,应恢复科学的严肃性,光学理论应该用『微粒说』统一,我们要把握住这个机遇,迎接光学新发展。



作者:王绍堂(20130804)于:2010-12-19























































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(本文系瀚海白杨首藏)