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发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ７８　当两道光束互相干涉并产生暗区时，能量发生了
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月22日12:38:45 星期四), 站内信件



７８　当两道光束互相干涉并产生暗区时，能量发生了
　　　什么变化？

　　光束可以认为是由一列波所组成的。如果两道光束以一
个小角度相遇，那么，一道光束的各个波可能与另一道光束
的各个波以这样的方式相遇，就是：一个波的向上运动恰好
碰上另一个波的向下运动，反过来也是这样。这时两个波就
相互“干涉”，并且部分或甚至全部相互抵消。结果，两个
波以这种方式结合起来所产生的光，其强度小于这两个波中
任何一个波单独产生的光的强度。
　　但是每个波列都代表一定的能量。如果一个波抵消另一
个波，在原来存在着光的地方造成暗区，那么，这是不是意
味着能量消失了呢？
　　当然不是！物理学的基本定律之一就是能量不灭，这就
是“能量守恒定律”。在干涉中、某些能量不再以光的形式
存在。这样，就必定有完全相等的能量以某种其他形式存在。
　　组织得最差的能量形式就是构成物质的粒子的无规则运
动，我们把它称为“热”。当能量改变形式的时候，总是倾
向于失去组织性，因此，当能量似乎已消失的时候，最好是
去寻找热，寻找比以前更高的速度作无规则运动的分子。
　　光发生干涉时的情况就是如此。从理论上说，你可以这
样安排两道光束，让它们完全干涉。这时，让这两道光束投
射到一个屏幕上，屏幕会完全黑暗。但是在这种情况下，屏
幕就会变热。能量并没有消失，它只是改变了形式而已。
　　下面的情况属于同样的问题。假定你给一个钟上紧发条，
那么，这个发条就比没有上紧的同样的发条含有更多的能量。
现在假定你让这上紧的发条溶化在酸中。这时，能量发生了
什么变化呢？
　　这时能量同样转化为热。如果你在开始时拿出两杯温度
相同的酸溶液，然后让未上紧的发条溶化在一杯酸溶液中，
而让上紧了的发条溶化在另一杯酸溶液中（把两杯溶液互换
也是一样），结果，溶解了上紧发条的溶液的温度会比溶解
了未上紧发条的溶液高一些。
　　一直到１８４７年，在物理学家彻底了解了热的性质之
后，能量守恒定律才被人们所理解。
　　从那以后，由于坚信这个定律，人们才对一些基本现象
有了新的了解。例如，在放射性嬗变中所产生的热比十九世
纪物理计算所预料的要多，到爱因斯坦提出了他的著名方程
Ｅ＝ｍｃ＾２（碧声注：ｃ的２次方），表明物质本身是一
种能量形式之后，这个问题才得到解决。
　　同样，在某些放射性嬗变中所产生的电子的能量太少了。
１９３１年，泡利并不认为这种现象违背了能量守恒定律，
而且提出了这样的看法：这时不但产生了电子，还产生了另
一种粒子——中微子，中微子带走了其余的能量。他的看法
是对的。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年

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