Physics 版 (精华区)

发信人: Rg (RedGardenia), 信区: Physics
标  题: §20光是什么
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月23日17:01:19 星期五), 站内信件

              
                §20光是什么


    实际上这一争论从未停止过。当经典物理学还处于萌芽
时期，这个问题就已出现，到现在它已阅历了一个暴风雨般的
生涯。今天它又处于进退维谷的境地：光是什么?是波还是
微粒?
    物理学中这两种观点几乎是同时出现的。牛顿说：物体
发光是因为它射出光粒子(微粒)流。牛顿同时代的荷兰人惠
更斯则认为：  物体之所以发光，是因为它在脉动并在周围的
以太之中形成波。
    每一理论都有自己的信奉者，而从一开始他们彼此就冲
突起来。一百多年以来，这一斗争在激烈地进行着，此一时这
一边居优势，过些时候另一边又占了上风。
    最后，在十九世纪初杨氏、夫累涅尔和夫琅和费的实验结
果使波动学说获得了一个似乎是决定性的胜利。新发现的光
的干涉、衍射和偏振与惠更斯的原理极好地吻合，但从牛顿的
观点来看，则是不可理解的。
    光学仪器开始发展。杰出的光学理论得到了发展，复杂
的光学仪器也被建造出来。最后，马克士威证明了光波的电
磁性质，从而使光结构的描述达到完善地步。波动学说至此
获得了彻底的、无可争辩的胜利。
    将近五十年的光阴过去了，光的微粒说再次复活。波动
学说解释不了光电效应一这是一个多么恼人的瑕疵阿，不
然光的波动结构将是尽善尽美的了--可是它却被敌对理论
以令人惊异的方式阐明了。    ，
    百年的争论又重新点燃。但现在的论战却在一个新的基
础上进行着。  敌对的双方都已厌倦，并准备接受某种妥协。
物理学家逐渐恍然大悟：光同时既是波又是微粒，这就是令
人吃惊的，但又是不可迥避的观点!
  但光为什么不同时将两重属性一股脑地呈现出来呢?有
时候光只作为微粒出现，而另一些时候它又以波的形式呈现
出来。这个重要问题我们留在后面讨论。
    随着爱因斯坦理论而来的第二个问题也并不简单。在光
电效应中，电子不能对赋与它们的任何一份能量作出反应。
这份能量必须等于或大于一个非常确切的数量，不然光能将
得不到反应。
   事实上如果没有任何力量将一个电子与其邻近的诸电子
束缚在一起的话，这个电子便不再挑剔能量的大小，而会对各
种能包作出反应。但如果这个电子居于金属之中，它的脾气
就会变得古怪，它再次要求特定份量的能量来解放它。这一
现象大约在二十年后才得到解释。

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