- 從量子到宇宙:顛覆人類認知的科學之旅
- 高鵬
- 553字
- 2019-01-05 05:05:19
1.1 惠更斯的波動學說
荷蘭物理學家惠更斯認為,如果光是一種粒子,那么光在交叉時就會因發生碰撞而改變方向,可人們并沒有觀察到這種現象,所以粒子說是錯誤的。他認為,光是發光體產生的振動在“以太”中的傳播過程,以球面波的形式連續傳播。當時人們認為以太是充滿了整個空間的一種彈性粒子,當然,現在已經證明這是一種子虛烏有的東西。惠更斯認為,以太波的傳播形式不是以太粒子本身的移動,而是以振動的方式傳播。
1690年,惠更斯出版了《光論》一書,闡述了他的光波動原理。他指出:
“光波向外輻射時,光的傳播介質中的每一物質粒子不只是把運動傳給前面的相鄰粒子,而且還傳給周圍所有其他和自己接觸并阻礙自己運動的粒子。因此,在每一粒子周圍就產生以此粒子為中心的波。”
惠更斯在此原理基礎上,推導出了光的反射和折射定律,解釋了光速在光密介質中減小的原因,同時還解釋了光進入冰洲石所產生的雙折射現象(1669年,丹麥學者巴爾托林發現了此現象,透過它可以看到物體呈雙重影像)。
惠更斯的波動學說雖然冠以“波動”一詞,但他把錯誤的“以太”概念引入波動光學,對波動過程的基本特性也缺乏足夠的說明。他認為光波是非周期性的,波長和頻率的概念在他的理論中是不存在的,所以難以說明光的直線傳播現象,也無法解釋他發現的光的偏振現象。惠更斯的光學理論只是很不完備的波動理論。