光的本质
来源:中华百科图书 类别:阅读 发布时间:05-19
我們从出生起, 就与光有千丝万缕、不可断绝的联系, 但光究竟是什么呢?
距今300 多年前, 赫赫有名的英国物理学家兼数学家牛顿创立了光学這门学科.当时, 牛顿认为光是由一种弹性小球组成的.這就是所谓的光的微粒說.
光的微粒說可以解释光的反射和光的折射现象.对於光的反射现象, 可以设想打弹子球的情形.当弹子球在行进过程中撞到边框上就会被弹回.光的反弹也是這样, 光的粒子投射到像镜子那样光滑的表面就可以单向反射.
对於光的折射现象, 牛顿也提出了解释.按照万有引力定律, 当光从光疏物质(如空气)进入光密物质(如水或玻璃)时, 由於是两种不同的光媒质, 它們对光的吸引作用就有差别.一般來說, 光密物质密度较大, 它对光的吸引作用强些;光疏物质密度较小, 它对光的吸引作用弱些.這样, 光束由空气进入水或玻璃中时, 就会折向密度较大的水或玻璃的一侧.光的微粒說在解释一些光的色散问题时遇到了困难.
跟牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯, 提出了完全不同的另一种学说— —光的波动說.他认为光与声音一样, 都是一种空气振动过程, 這种振动像水波那样是一波接一波传递的.這就是光的波动說.两位科学家各持己见, 互不相让.当时牛顿在科学界的威望要比惠更斯高, 所以大多数人附和牛顿的看法, 於是微粒說占了上风.
1864 年, 英国物理学家麦克斯韦在仔细研究了光波后指出: 光波是与无线电波、X 射线以及γ射线一样的电磁波, 它們之间的区别仅仅是波长不同.无线电波一般以米为单位, 光波则比无线电波要短得多.
這样, 麦克斯韦使光的波动說被大家承认.這种光的波动理论, 虽能比较满意地解释光在传播过程中产生的反射、折射和干涉现象, 但却解释不了光电效应.
德国大名鼎鼎的物理学巨匠爱因斯坦於1905 年提出了光子說.光子說认为, 光能是聚集成一份一份的, 以不连接的形式在空中传播.每一份光叫做一个光量子.光量子既是一种微粒, 又是一种电波.光子說把几百年來争论不休的两种观点, 即光的微粒說和波动說统一了起來.
今后对光的本质很可能还会有新的认识.但到目前为止, 光子說是最完美的解释. |