光的本质是什么?这个结论经历了怎样的探索过程?
最后更新 2021-06-11
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主讲人
马伯强
北京大学
我们来看一下,从科学的角度来讲光的本质。虽然刚才一个几何性质、一个光的分解对我们认识光非常的重要,但是光的本质到底是什么?还是经过了很多年的探索。刚开始的时候牛顿认为它是一个粒子,它走直线,一个一个粒子过来。然后惠更斯说它不是粒子,它是波,就像水面上那些波传动似的,用这种方式。我们知道就是1801年托马斯·杨,他用光的干涉实验,就是说,我让两个地方的光分别走两条不同的路,然后再让它碰在一起,发现出现彩色的条纹,这样证明这个光它是有波的性质。然后菲涅耳是光的衍射实验,光的衍射实验是光我这么打过去,这么打过去之后,我给它挡住,前面一条挡住之后,它肯定后边啥都没有,它走直线。但是我这地方如果是一个圆,我打到这上面之后,我就发现后边正好还有一个亮点,那就说明光可以绕过直接障碍物,在后边也形成光线,这是光的衍射现象。这样他们这两个等于被认为彻底粉碎了牛顿的微粒说,使波动说成为了这个时代,应该是19世纪,是关于光的本质的正统学说。我们知道后来,我后边还给大家讲,赫兹在实验室证明了电磁波的存在,而且是光是电磁波当中的一种。这样更证明了光是电磁波。但是历史非常有意思。1905年的时候,爱因斯坦用光是粒子这种学说解释光电效应,是一种新的物理学的发现。这个效应,不可能用光是波动来解释的。所以到了今天,我们的结论是光又是粒子,又是波;又不是粒子,又不是波,它是具有波粒二象性。所以这是今天的正统的学说,光是具有波粒二象性这样的本质。
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