光的微粒说与波动说的争论

时间：2022-09-27 百科知识版权反馈

【摘要】：著名科学家牛顿提出的微粒说，得到了学术界的广泛赞誉和支持，最终把波动说压了下去，使微粒说盛极一时，整个18世纪都以此为学术借鉴。牛顿的同胞托马斯·杨，首先向牛顿的微粒说发起冲击，他在实验室中，做了一个举世闻名的光的干涉实验。光速值的精确测定是给微粒说最致命的打击。

6　光的微粒说与波动说的争论

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远古人类对太阳的崇拜，可以概括地理解为一种对光明的向往，因为，太阳不仅能够散发热量，而且还能够照亮大地，带来光明。古代的人们可能思考过光是由什么构成的，但是由于它太神秘了，以至于当时无法通过实验来证明自己的猜想，也无法形成被人们普遍认可的理论体系，但是光学却是最古老物理学的分支之一。

光的微粒说

在物理学界，“光的本性是什么”一直是人们热衷于探讨的问题。尤其是17世纪以来，随着科学的不断发展和进步，使得有关争论达到了空前激烈的地步，“代表之争”就是物理学史上著名的微粒说与波动说之间的争论。这两个理论观点之间的争论，经过了根深蒂固的微粒说、英姿焕发的波动说、重整旗鼓的微粒说三个阶段，最终以微粒说的胜利而告终。

牛顿通过微粒说，非常轻松地解释了光的直进、反射和折射现象，而且微粒说通俗易懂，能解释常见的一些光学现象，所以很快就获得了人们的支持。但是，微粒说无法解释为什么几束光线在同一空间交叉却彼此互不干扰地独立照射，为什么光线可以绕过障碍物拐弯传播而不是永远走直线。

知识拓展

第一个阶段，根深蒂固的微粒说：

科学巨匠牛顿懂得许多光学知识，关于光的本性，他认为，光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流，发光物体就是在连续不断地向周围的空间，发射高速直线飞行的光粒子流，这些光粒子会进入人的眼睛，从而引起人的视觉，这就是光的微粒说。

为了解释微粒说的这些弱点，荷兰物理学家惠更斯在胡克的基础上发展和强调了与微粒说相对立的波动说。他认为光是一种机械波，是由发光物体振动引起的，依靠一种叫作“以太”的弹性媒介来进行传播的现象。尽管波动说可以解释许多微粒说解释不了的光学现象，但是因为它很不完善，解释不了人们最熟悉的光的直进和颜色的起源等问题，所以没有得到人们的广泛支持。著名科学家牛顿提出的微粒说，得到了学术界的广泛赞誉和支持，最终把波动说压了下去，使微粒说盛极一时，整个18世纪都以此为学术借鉴。

牛顿

惠更斯

第二个阶段，英姿焕发的波动说：

到了19世纪，曾被压得奄奄一息的波动说又重新活跃起来，波动说的支持者们通过一个个的实验事实，使波动说重新站立在了光学的舞台上。

牛顿的同胞托马斯·杨，首先向牛顿的微粒说发起冲击，他在实验室中，做了一个举世闻名的光的干涉实验。托马斯·杨通过实验发现光的干涉现象是波动的一个特性，最终证明了光确实是一种波，而且微粒说无法解释光的干涉现象。

还有一个实验就是光的衍射实验，通过微粒说也无法解释。法国物理学家菲涅尔通过实验，成功地证明了光的衍射现象是波的基本特性之一，光的衍射现象是一种波在传播过程中可以绕过障碍物而不沿直线传播的现象。

光速值的精确测定是给微粒说最致命的打击。19世纪中期的物理学家菲索和付科，先后精确地测出光在水中的传播速度只有空气中的3/4，再一次证明了波动说的正确。

在这些实验面前，波动说终于压过了微粒说，在光学舞台上站稳了脚跟，得到了人们的普遍支持，取得了无可争论的胜利。

托马斯·杨

第三个阶段，重整旗鼓的微粒说：

就在波动说还沉浸在“欢呼之中”的时候，以太存在的否定和光电效应的发现，将波动说置于死地。

波动说认为光是通过做弹性机械振动并依靠“以太”这种介质进行传播的。“以太”是什么？它真的存在吗？19世纪末，物理学家迈克尔逊和莫雷使用精密的仪器做了一个非常精巧的实验。最后的结果证明，地球上根本不存在以太。光电效应的发现，使微粒说再次登上光学的大舞台，人们将光电效应定义为金属在光的照射下，从金属表面释放出电子的现象，这些电子叫作光电子。大量的实验证明了光电效应的准确，但是以波动说的观点则完全无法解释，这使得波动说完全陷入了困境。