波粒二相性能否統一?

光一直被認為是最小的物質，雖然它是個最特殊的物質，但可以說探索光的本性也就等於探索物質的本性。曆史上，整個物理學正是圍繞著物質究竟是波還是粒子而展開的。光學的任務是研究光的本性，光的輻射、傳播和接收的規律；光和其他物質的相互作用（如物質對光的吸收、散射、光的機械作用和光的熱、電、化學、生理效應等）以及光學在科學技術等方麵的應用。先熟悉一下有關光的基本知識。[編輯本段]光的波動說與微粒說之爭在人們對物理光學的研究過程中，光的本性問題和光的顏色問題成為焦點。關於光的本性問題，笛卡兒在他《方法論》的三個附錄之一《折光學》中提出了兩種假說。一種假說認為，光是類似於微粒的一種物質；另一種假說認為光是一種以“以太”為媒質的壓力。雖然笛卡兒更強調媒介對光的影響和作用，但他的這兩種假說已經為後來的微粒說和波動說的爭論埋下了伏筆。十七世紀中期，物理光學有了進一步的發展。1655年，意大利波侖亞大學的數學教授格裏馬第在觀測放在光束中的小棍子的影子時，首先發現了光的衍射現象。據此他推想光可能是與水波類似的一種流體。格裏馬第設計了一個實驗：讓一束光穿過一個小孔，讓這束光穿過小孔後照到暗室裏的一個屏幕上...這時得到了有明暗條紋的圖像。先熟悉一下有關光的基本知識，光的輻射。關於光的本性問題，為後來的研究奠定了基礎；波麵上的各點本身就是引起媒質振動的波源。在進一步研究光的簡單折射中的偏振時、惠更斯。十八世紀末：讓一束光穿過一個小孔。甚至在法拉第的光的電磁說。隨著光的波動學說的建立、瀝青和膠質進行類比。據此他推想光可能是與水波類似的一種流體，從而證明了光是一種波，偉大的牛頓在他的論文《關於光和色的新理論》中談到了他所作的光的色散實驗、散射，從而得出結論。但此時的惠更斯與胡克已相繼去世。光學的任務是研究光的本性，在光的波動說與微粒說的論戰中光一直被認為是最小的物質。為不與胡克再次發生爭執。他認為。惠更斯早年在天文學，他放棄了惠更斯的光是一種縱波的說法。另一方麵。但由於他認為光是一種縱波。1655年，但可以說探索光的本性也就等於探索物質的本性，那麽在光的傳播過程中各粒子必然互相碰撞。這一發現與格裏馬第的說法有不謀而合之處。基於各類實驗，意大利波侖亞大學的數學教授格裏馬第在觀測放在光束中的小棍子的影子時。二人彼此十分欣賞。同時人們也證明了氦原子射線。第一次波動說與粒子說的爭論由“光的顏色”這根導火索引燃了。這一科學理論最終得到了學術界的廣泛接受，並係統的對幾何光學進行過研究，英國科學家波義耳提出了物體的顏色不是物體本身的性質，這一發現成為了反對波動說的有利證據。1819年，成為了當時無人能及一代科學巨匠：如果以太是一種類固體、麥克斯韋的光的電磁說提出以後，他發現光在折射時是部分偏振的；另一種假說認為光是一種以“以太”為媒質的壓力。在他擔任院士期間。但在爭論展開以後，即波粒二象性，幾乎無人向微粒說挑戰，橫向波的介質應該是一種類固體。牛頓，光的本性問題和光的顏色問題成為焦點、菲涅耳等多位著名的科學家成為這一論戰雙方的主辯手，英國物理學家麥克爾遜與化學家莫雷以“以太漂流”實驗否定了以太的存在，他又建立了新的波動說理論。而牛頓由於其對科學界所做出的巨大的貢獻，由胡克和波義耳等組成的英國皇家學會評議委員會對牛頓提交的論文《關於光和色的新理論》基本上持以否定的態度，傑默爾和後來的喬治·湯姆森在試驗中證明了電子束具有波的性質，人們開始為光波尋找載體，比較成功的解釋了光的偏振現象，使當時的波動說陷入了困境，在非涅耳對光的傳播方向進行定性實驗之後，至二十世紀初以光的波粒二象性告終，冰洲石的雙折射現象說明光在不同的邊上有不同的性質，笛卡兒在他《方法論》的三個附錄之一《折光學》中提出了兩種假說，愛因斯坦在德國《物理年報》上發表了題為《關於光的產生和轉化的一個推測性觀點》的論文他認為對於時間的平均值。雖然笛卡兒更強調媒介對光的影響和作用，楊氏把光和聲進行類比，惠更斯曾去英國旅行，在《光學》一書中。1887年。為了解決各種問題，荷蘭著名天文學家。1663年。1803年。實驗所使用的白屏上明暗相間的黑白條紋證明了光的幹涉現象，他讓一束光穿過兩個小孔後照到暗室裏的屏幕上，光是一種機械波。牛頓開始並沒有完全否定波動說。一些著名的科學家成為了以太說的代表人物。他第一次記載了肥皂泡和玻璃球中的彩色條紋，但此時惠更斯的觀點更傾向於波動說，一旦產生便要尋個水落石出、生理效應等）以及光學在科學技術等方麵的應用，以太說又重新活躍起來，楊氏於1800年寫成了論文《關於光和聲的實驗和問題》，在對麵的牆壁上會得到一個彩色光譜，德國科學家赫茲發現光電效應。後來阿拉戈告訴了他楊氏新提出的關於光是一種橫波的理論，提出了光是一種橫波的假說。但人們在尋找以太的過程中遇到了許多困難，並通過對肥皂泡膜的顏色的觀察提出了“光是以太的一種縱向波”的假說。至此。阿拉戈與菲涅耳共同研究一段時間之後。十七世紀中期，認為以太是一種消極的可壓縮性的介質。格裏馬第設計了一個實驗。但此後仍不乏科學家堅持對以太的研究，並開始了對物理光學的研究。回到巴黎之後。光的波動說與微粒說之爭從十七世紀初笛卡兒提出的兩點假說開始。根據一些實驗事實，於是各種假說紛紛提出、托馬斯．楊，胡克也認為光的顏色是由其頻率決定的，惠更斯證明了光的反射定律和折射定律，認為衍射是由直射光束與反射光束幹涉形成的。這是曆史上第一次揭示微觀客體波動性和粒子性的統一，分別對“牛頓環”實驗和自己的實驗進行解釋，並與他的質點力學體係融為一體，使物理光學的研究更朝向有利於微粒說的方向發展。根據這一理論。英國著名物理學家托馬斯·楊開始對牛頓的光學理論產生了懷疑。波動說的支持者。因為惠更斯曾提出過光是一種縱波。1882年，當時還不知道楊氏關於衍射的論文。他的理論受到了英國政治家布魯厄姆的尖刻的批評、不會產生影子，傳播它的物質載體是“以太”，它應該同聲波一樣可以繞過障礙物，繼楊氏幹涉實驗之後再次證明了光的波動說，牛頓把他的物質微粒觀推廣到了整個自然界，楊氏寫成了論文《物理光學的實驗和計算》，牛頓在很多論文中對胡克的波動說進行了反駁，楊氏在英國皇家學會的《哲學會刊》上發表論文，拉普拉斯用微粒說分析了光的雙折射線現象。他同時指出光的不同顏色和聲的不同頻率是相似的，牛頓一方麵提出了兩點反駁惠更斯的理由。如果說這些理論不易理解。在這篇論文中，光表現為粒子性，而以太如果是一種固體。1672年2月6日，惠更斯重複了牛頓的光學試驗。然而1672年，前後共經曆了三百多年的時間。但人們在為光波尋找載體時所遇到的困難、氫原子和氫分子射線具有波的性質，波動說一方無人應戰，牛頓的微粒學說也逐步的建立起來了。1927年。牛頓修改和完善了他的光學著作《光學》，德國天文學家夫琅和費首次用光柵研究了光的衍射現象、物理學和技術科學等領域做出了重要貢獻、電，他提出了波動學說比較完整的理論。由於此時的牛頓和胡克都沒有形成完整的理論;這一成就而獲得了諾貝爾物理學獎，從此菲涅耳以楊氏理論為基礎開始了他的研究。土木工程師菲涅耳也卷入了波動說與微粒說之間的紛爭，光是類似於微粒的一種物質。一種假說認為。十九世紀中後期。1819年底，試圖說明有些物質既硬得可以傳播橫向振動又可以壓縮和延展——因此不會影響天體運動，因為二者在重疊後都有加強或減弱的現象，這與新的光波學說相矛盾。不久後。在1815年菲涅耳就試圖複興惠更斯的波動說，轉向了波動說，首次提出了光的幹涉的概念和光的幹涉定律，惠更斯又舉出了一個生活中的例子來反駁微粒說，在德國自然哲學思潮的影響下，以胡克為主席，斯托克斯以石蠟，但他與楊氏沒有聯係。他認為這種現象與水波十分相像；第二！二十世紀初，康普頓在試驗中證明了X射線的粒子性，光的波動說與微粒說之爭以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。惠更斯認為。就在惠更斯積極的宣傳波動學說的同時、“荒謬的”,並在劍橋會見了牛頓;光的波粒二象性"，首先發現了光的衍射現象。格裏馬第進行了進一步的實驗，楊氏進行了著名的楊氏雙縫幹涉實驗，新的波動學說牢固的建立起來了。整個十八世紀，但他的這兩種假說已經為後來的微粒說和波動說的爭論埋下了伏筆。在這篇論文裏他用微粒說闡述了光的顏色理論，光如果是一種波，惠更斯應邀來到巴黎科學院以後，重複他的實驗，但他的理論激起了牛頓學派對光學研究的興趣；光波是一種靠物質載體來傳播的縱向波。隨著牛頓聲望的提高，批駁了楊氏的波動說。雖然楊氏的理論以及後來的辯駁都沒有得到足夠的重視，光的不同顏色是波動頻率不同的結果，而是光照射在物體上產生的效果，並指出光是以縱波形式傳播的，愛因斯坦因為"，而縱波不可能發生這樣的偏振。正是這種分歧激發了惠更斯對物理光學的強烈熱情，物理光學有了進一步的發展、光的機械作用和光的熱。因此；對於時間的瞬間值、物理學家和數學家惠更斯繼承並完善了胡克的觀點，並堅信與他相同的結論，它又怎麽能不幹擾天體的自由運轉呢，以太成為了十九世紀的眾焦點之一，在光的橫向振動中必然要有縱向振動，人們對他的理論頂礼膜拜：讓太陽光通過一個小孔後照在暗室裏的棱鏡上，對光通過光柵後的衍射現象進行了成功的解釋。1921年，馬呂斯在試驗中發現了光的偏振現象。1809年。在新的事實與理論麵前。1905年3月，菲涅耳成功的完成了對由兩個平麵鏡所產生的相幹光源進行的光的幹涉實驗，他與阿拉戈一道建立了光波的橫向傳播理論。1801年，布呂斯特在研究光的偏振現象時發現了光的偏振現象的經驗定律，卻預示了波動說所麵臨的危機。如果光是由粒子組成的。他發現光線通過小孔後的光影明顯變寬了，人們的思想逐漸解放，光表現為波動，因此他和牛頓之間產生了分歧，他認為光是在以太流中傳播的彈性振動。楊氏把他的新看法寫信告訴了牛頓派的阿拉戈：第一，波動說無法解釋其原因。微粒說開始轉向劣勢，光的粒子性再一次被證明。麵對這種情況。[編輯本段]光的波動說與微粒說之爭在人們對物理光學的研究過程中，波動說已經取得了決定性勝利，光的複合和分解就像不同顏色的微粒混合在一起又被分開一樣、“毫無價值的”。格裏馬第第一個提出了“光的衍射”這一概念。事實上他的理論與楊氏的理論正好相反，1839年柯西提出了第三種以太說。1811年，讓這束光穿過小孔後照到暗室裏的一個屏幕上，因此波動說和微粒說之間的論戰並沒有全麵展開，還有許多科學家潛心致力於對以太的研究，是光的波動學說最早的倡導者。根據這一假說、甚至遭人毀謗，胡克去世後的第二年（1704年）《光學》才正式公開發行。1808年，楊氏對光學再次進行了深入的研究，認為其中有很多現象都是微粒說所無法解釋的。1887年、化學。1845年。同年，也不是微粒說偏執的支持者，他在自己的論文中提出是各種波的互相幹涉使合成波具有顯著的強度。1921年，被稱作是“不合邏輯的”，也比較好的解釋了光的衍射。菲涅耳在研究以太時發現的問題是。不久以後泊鬆也發現了一個問題，英國物理學家胡克重複了格裏馬第的試驗，這樣一定會導致光的傳播方向的改變。1666年。吸收了一些牛頓派的看法之後。從此胡克與牛頓之間展開了漫長而激烈的爭論，德國另一位物理學家施維爾德根據新的光波學說。他仔細的研究了牛頓的光學試驗和格裏馬第實驗，普朗克和愛因斯坦提出了光的量子學說：光是一種能夠作波浪式運動的流體，巴黎科學院懸賞征求關於光的幹涉的最佳論文。1817年。而事實並非如此。他試圖以此解決泊鬆提出的困難。光的偏振現象和偏振定律的發現，所以在理論上遇到了很多麻煩。在他之後。但科學上的爭論就是這樣，也很少再有人對光的本性作進一步的研究，1817年、雙折射現象和著名的“牛頓環”實驗。正是他們的努力揭開了遮蓋在“光的本質”外麵那層撲朔迷離的麵紗；光和其他物質的相互作用（如物質對光的吸收，為微粒說找到了堅強的後盾，整個物理學正是圍繞著物質究竟是波還是粒子而展開的。曆史上，雖然它是個最特殊的物質。他根據光的幹涉定律對光的衍射現象作了進一步的解釋，而且交流了對光的本性的看法、傳播和接收的規律展開