波动说与微粒说的对立

时间:2023-12-14 01:49:02

近代几何光学的奠基者之一笛卡尔在光的本性方面的看法是不一贯的。在谈到视觉问题时,他把光线比喻成脉冲波动,否认眼睛在看东西时有某种物质微粒进入。可是,他在解释光的折射和反射时又运用物体的碰撞运动来进行比喻。因此他在这个问题上的看法是不明朗的。

波动说与微粒说的对立

惠更斯最早比较明确地提出了光的波动说。在《论光》(1690)一书中,他认为光的运动不是物质微粒的运动,而是媒介的运动即波动,其理由是,光线交叉穿过而没有任何相互影响。运用波动说,惠更斯很好地解释了光的反射、折射以及方解石的双折射现象。不过,他的波动说并不完善。他误认为光像声音一样也是纵波,所以在解释光的干涉、衍射和偏振现象时遇到困难。

牛顿倾向于微粒说。在《光学》(1704)中,他陈述了波动说的几种不足。第一,波动说不能很好地解释光的直线传播现象。如果光是一种波动,它就应该有绕射现象,就像声音可以绕过障碍物而传播一样,但我们并没有观察到光有这种现象。第二,波动说不能令人满意地解释方解石的双折射现象。第三,波动说依赖于介质的存在,可是没有什么证据表明,天空中有这样的介质,因为从天体的运行看不出受到介质阻力影响的迹象。基于这些理由,牛顿怀疑波动说,而提出光是一种微粒的看法。不过,牛顿也不完全排斥波动思想。比如,他就提出过光粒子可能在以太中激起周期性振动。但这些思想被后人有意无意地忘记,牛顿成了坚持微粒说的一面旗帜。

部分由于惠更斯波动说的不完善性,部分由于牛顿的崇高威望,微粒说在整个18世纪占据主导地位。但是,在折射问题的解释上,波动说和微粒说之间出现了一个判决性的实验。微粒说认为,密介质中的光速大于疏介质中的光速,波动说则认为,密介质中的光速小于疏介质中的光速。可是当时,在实验室中测定光速还不可能,这个判决性实验也起不了判决性作用。