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第97章 光的微粒说与波动说的论战

荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯(1629—1695)是光的波动学说的创立者。1690年他在《论光》一书中提出“光同声一样是以球面波的形式向外传播的,光波到达的每一点都可看成是彼得一世次波源,在光波传播的任何时刻,所有这些次波波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面”。

但惠更斯又错误地假设光是纵波。光的波动学说合理地解释了光的反射、折射、衍射,但对于几何光学的基础——光的直线传播却无法解释。牛顿是光的波动学说的反对者,光的微粒学说的倡导者。1704年在《光学》一书中,引用了他本人1666年做的一个实验,让太阳光通过一个三棱玻璃镜,在三棱镜后的屏幕上,牛顿兴奋地看到了一个颜色按一定顺序排列的彩带。这是人类第一次观察到太阳光(白光)光谱。以此为例,牛顿用光的微粒说解释了光的直线传播,但由于牛顿不接受波动学说,因此他无法解释自己的另一个惊人发现——牛顿环。两种学说各自能解释一部分实验现象,无法解释另一部分实验现象。而有关光在媒质中的传播速度问题构成了这两种学说争论的焦点。微粒说认为,密媒质中的光速大于疏媒质中的光速;波动说则得到恰好相反的解释。受实验条件所限,当时无法判断谁是谁非。两种学说几乎产生于同一时代,牛顿由于完成了经典力学,享有盛誉,使微粒说长期占有优势地位。科学发展史上这场长达200多年的论战,将光学引上了发展之路,使人类在论战中揭开了光的层层面纱,认清了它的本质。