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550、是‘玻璃球’还是‘波’,仅仅在于‘观察’
送交者: 和颜清心 2018年11月04日23:35:04 于 [教育学术] 发送悄悄话


   5 分钟



《是‘玻璃球’还是‘波’,


   仅仅在于‘观察’》



 

(二)


  双缝实验源于第一次波粒之争




双3.jpg




经典力学的创始人:牛顿  astro.sina.com.cn


亲爱的朋友,几乎人人皆知,

水波由水分子组成,光波由光子组成。

牛顿(1643-1727)早在200多年前就说过,

光是由粒子流组成的。

1704年,牛顿著成《光学》,

其中详述了光的粒子性。

牛顿认为,光是由非常微小的颗粒组成的,

而普通物质是由较粗的微粒组成的。

牛顿写道:“难道物质和光不能互相转变吗?

物质不可能由进入其结构中的

光粒子得到主要的动力吗?”



双4.jpg





克里斯蒂安·惠更斯-zh.wikipedia.org


但是,荷兰人惠更斯(1629—1695)却认为光是波

如是,两种论点争论了近百年之久。




双缝01.jpg





英国的物理学家托马斯·杨(1773~1829 )


如前述,牛顿认为,光是微粒流:

光,沿直线传播,除非它遇到一个物体。

牛顿的‘微粒说’(光是一连串的微粒),

主导着对光的本性的认识近百年,

直到19世纪初,当英国人托马斯·杨证明了

光的波动性后,人们对光的认识才有了转变。


1801年,由托马斯·杨作了一次光的干涉实验

(即双缝实验),该实验证实了

光是以波动形式存在的。


(后来,20世纪初,物理学家将双缝实验

   和爱因斯坦的光子学说结合起来,

   提出了光的‘波粒二象性’) 。


61.183.207.201-

请看下面有关双缝实验的示意图



双5.jpg












cosmicview.qwriting.qc.cuny.edu 


杨氏实验图示:光经过2个非常接近的双缝之后,形成光的干涉图形(2缝之间的距离为0.2 mm 或更小)。


1807年,托马斯·杨在他的《自然哲学讲义》里,

描述了这个实验,他写道:把一支蜡烛,

放在一张开了一个‘小孔’的纸板前,

这样就形成了一个光源,在纸板后再放一张板儿,

在这板上开2条平行的窄缝

从‘小孔’中射出的光,穿过2条窄缝,

射到后面的屏幕上,

就会形成一系列明暗交替的条纹

(即干涉条纹)。“干涉”是“波”的特有现象,

因之,实验中出现的干涉条纹

就是光的波动性的证明。



双6.jpg



从光源  a  传播出来的光波

照在一块刻有两条狭缝 b 和  c的板上,

在板的后面,设置一个‘探测屏’F,

用来纪录到达‘探测屏F位置 d 点的光波数据。

探测屏F黑白相间的条纹

显示出光波在探测屏上的干涉图样

(如图所示:这是从侧面表示的 2条窄缝的干涉图。)

但是如果光是象牛顿所说的那样是微粒流的话,

光就会象一粒粒子弹那样地发射出来(参看下图),


双8.jpguniverse-review.ca

如果光是微粒流,

2 条靠得很近的窄缝中,射出的光,

照在屏幕上的亮度,就会是1条窄缝射出光亮的 2 倍。

当托马斯·杨让光通过 2 条窄缝后,

他看到的却是在屏幕上出现了明暗相间的条纹


(未完待续)。


  谢谢阅读。









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