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波-粒大戰(zhàn)之一(《量子物理史話》梗概與更改)

 物理網(wǎng)文 2018-10-01
關(guān)于光的本質(zhì)-即光是微粒還是波,在歷史上發(fā)生了曠日持久的大戰(zhàn),經(jīng)過數(shù)次較量,最后握手言和,塵埃落定,他們昔日各自的輝煌也成了人們飯后茶余的歷史佳話。如所周知,這場戰(zhàn)爭的最終結(jié)論是:光即不單是微粒,也不單是波,光具有波-粒二象性,它既具有粒子性又具有波動性。這一既辯證又中庸的結(jié)論,今天已經(jīng)得到了舉世公認,似乎沒有波-粒兩大陣營之分了,沒有人再宣稱自己是波動派還是粒子派。然而,“戰(zhàn)后”的物理學家們?nèi)匀槐A糁?粒兩分的傾向性卻是一個不爭的事實,這主要是因為物理學并沒有完全實現(xiàn)光的波-粒統(tǒng)一的數(shù)學表達,特別是相對論和量子力學至今沒有融合統(tǒng)一。這場戰(zhàn)事還要繼續(xù)下去,所不同的是不再是派別之爭,而是各自發(fā)揮優(yōu)勢特長,以求得波-粒統(tǒng)一和物理學的大一統(tǒng)。
                                     
                                                           
原始的統(tǒng)一:粒子說
     
        光,是每個人見得最多的東西(“見得最多”在這里用得真是一點也不錯)。自古以來,它就被理所當然地認為是這個宇宙最原始的事物之一。在遠古的神話中,往往是“一道亮光”劈開了混沌和黑暗,于是世界開始了運轉(zhuǎn)。光在人們的心目中,永遠代表著生命,活力和希望。在《圣經(jīng)》里,神要創(chuàng)造世界,首先要創(chuàng)造的就是光,可見它在這個宇宙中所占的獨一無二的地位。
       可是,光究竟是一種什么東西?或者,它究竟是不是一種“東西”呢?
       遠古時候的人們似乎是不把光作為一種實在的事物的,光亮與黑暗,在他們看來只是一種環(huán)境的不同罷了。只有到了古希臘,科學家們才開始好好地注意起光的問題來。有一樣事情是肯定的:我們之所以能夠看見東西,那是因為光在其中作用的結(jié)果。人們于是猜想,光是一種從我們的眼睛里發(fā)射出去的東西,當它到達某樣事物的時候,這樣事物就被我們所“看見”了。比如恩培多克勒(Empedocles)就認為世界是由水、火、氣、土四大元素組成的,而人的眼睛是女神阿芙羅狄忒(Aphrodite)用火點燃的,當火元素(也就是光。古時候往往光、火不分)從人的眼睛里噴出到達物體時,我們就得以看見事物。
       但顯而易見,這種解釋是不夠的。它可以說明為什么我們睜著眼可以看見,而閉上眼睛就不行;但它解釋不了為什么在暗的地方,我們即使睜著眼睛也看不見東西。為了解決這個困難,人們引進了復(fù)雜得多的假設(shè)。比如認為有三種不同的光,分別來源于眼睛,被看到的物體和光源,而視覺是三者綜合作用的結(jié)果。
       這種假設(shè)無疑是太復(fù)雜了。到了羅馬時代,偉大的學者盧克萊修(Lucretius)在其不朽著作《物性論》中提出,光是從光源直接到達人的眼睛的,但是他的觀點卻始終不為人們所接受。對光成像的正確認識直到公元1000年左右才被一個波斯的科學家阿爾*哈桑(al-Haytham)所提出:原來我們之所以能夠看到物體,只是由于光從物體上反射到我們眼睛里的結(jié)果。他提出了許多證據(jù)來證明這一點,其中最有力的就是小孔成像的實驗,當我們親眼看到光通過小孔后成了一個倒立的像,我們就無可懷疑這一說法的正確性了。
       關(guān)于光的一些性質(zhì),人們也很早就開始研究了。古希臘時代的人們總是傾向于把光看成是一種非常細小的粒子流,換句話說光是由一粒粒非常小的“光原子”所組成的。這種觀點一方面十分符合當時流行的元素說,另外一方面,當時的人們除了粒子之外對別的物質(zhì)形式也了解得不是太多。這種理論,我們把它稱之為光的“微粒說”。微粒說從直觀上看來是很有道理的,首先它就可以很好地解釋為什么光總是沿著直線前進,為什么會嚴格而經(jīng)典地反射,甚至折射現(xiàn)象也可以由粒子流在不同介質(zhì)里的速度變化而得到解釋?;诠饪偸亲咧本€的假定,歐幾里德(Euclid)在《反射光學》(Catoptrica)一書里面就研究了光的反射問題。托勒密(Ptolemy)、哈桑和開普勒(Johannes Kepler)都對光的折射作了研究,而荷蘭物理學家斯涅耳(W.Snell)則在他們的工作基礎(chǔ)上于1621年總結(jié)出了光的折射定律。最后,光的種種性質(zhì)終于被有“業(yè)余數(shù)學之王”之稱的費爾馬(Pierre de Fermat)所歸結(jié)為一個簡單的法則,那就是“光總是走最短的路線”。幾何光學終于作為一門物理學科被正式確立起來。
        幾何光學的思想基礎(chǔ)就是光的“微?!睂W說。在此前時期,“微粒”學說平靜得漫步在物理學原始的曠野。
                                    
                                                            
“波動說”的誕生
    
        粒子說也有一些顯而易見的困難:比如人們當時很難說清為什么兩道光束相互碰撞的時候不會互相彈開,人們也無法得知,這些細小的光粒子在點上燈火之前是隱藏在何處的,它們的數(shù)量是不是可以無限多,等等。
       當黑暗的中世紀過去之后,人們對自然世界有了進一步的認識。波動現(xiàn)象被深入地了解和研究,聲音是一種波動的認識也逐漸為人們所接受。人們開始懷疑:既然聲音是一種波,為什么光不能夠也是波呢?十七世紀初,笛卡兒(Des Cartes)在他《方法論》的三個附錄之一《折光學》中率先提出了這樣的可能:光是一種壓力,在媒質(zhì)里傳播。不久后,意大利的一位數(shù)學教授格里馬第(Francesco Maria Grimaldi)做了一個實驗,他讓一束光穿過兩個小孔后照到暗室里的屏幕上,發(fā)現(xiàn)在投影的邊緣有一種明暗條紋的圖像。格里馬第馬上聯(lián)想起了水波的衍射,于是提出:光可能是一種類似水波的波動,這就是最早的光波動說 。
        波動說認為,光不是一種物質(zhì)粒子,而是由于介質(zhì)的振動而產(chǎn)生的一種波。我們想象一下水波,它不是一種實際的傳遞,而是沿途的水面上下振動的結(jié)果。光的波動說容易解釋投影里的明暗條紋,也容易解釋光束可以互相穿過互不干擾。關(guān)于直線傳播和反射的問題,人們很快就認識到光的波長是很短的,在大多數(shù)情況下,光的行為就猶同經(jīng)典粒子一樣。而衍射實驗則更加證明了這一點。但是波動說有一個基本的難題,那就是任何波動都需要有介質(zhì)才能夠傳遞,比如聲音,在真空里就無法傳播。而光則不然,它似乎不需要任何媒介就可以任意地前進。舉一個簡單的例子,星光可以穿過幾乎虛無一物的太空來到地球,這對波動說顯然是非常不利的。但是波動說巧妙地擺脫了這個難題:它假設(shè)了一種看不見摸不著的介質(zhì)來實現(xiàn)光的傳播,這種介質(zhì)有一個十分響亮而讓人印象深刻的名字,叫做“以太”(Aether)。
       就在這樣一種奇妙的氣氛中,光的波動說登上了歷史舞臺。

                                                               第一次波-粒之戰(zhàn)
    
        導致“第一次波-粒戰(zhàn)爭”爆發(fā)的導火索是波義耳在1663年提出的一個理論。他認為我們看到的各種顏色,其實并不是物體本身的屬性,而是光照上去才產(chǎn)生的效果。這個論調(diào)本身并沒有關(guān)系到微粒波動什么事,但是卻引起了對顏色屬性的激烈爭論。
       在格里馬第的眼里,顏色的不同,是因為光波頻率的不同而引起的。他的實驗引起了胡克(Robert Hooke)的興趣。胡克本來是波義耳的實驗助手,他重復(fù)了格里馬第的工作,并仔細觀察了光在肥皂泡里映射出的色彩以及光通過薄云母片而產(chǎn)生的光輝。根據(jù)他的判斷,光必定是某種快速的脈沖,于是他在1665年出版的《顯微術(shù)》(Micrographia)一書中明確地支持波動說。
        1672年,艾薩克*牛頓向皇家學會評議委員會遞交了一篇論文,名字叫做《關(guān)于光與色的新理論》。其內(nèi)容是關(guān)于他所做的光的色散實驗的,這也是牛頓所做的最為有名的實驗之一。實驗室里一片漆黑,只有一束亮光從一個特意留出的小孔里面射進來,每當三棱鏡被插進去的時候,原來的那束白光就不見了,而在屋里的墻上,映射出了一條長長的彩色寬帶:顏色從紅一直到紫。牛頓憑借這個實驗,得出了白色光是由七彩光混合而成的結(jié)論。把光的復(fù)合和分解比喻成不同顏色微粒的混合和分開。胡克和波義耳正是當時評議會的成員,他們對此觀點進行了激烈的抨擊。胡克聲稱,牛頓論文中正確的部分(也就是色彩的復(fù)合)是竊取了他1665年的思想,而牛頓“原創(chuàng)”的微粒說則不值一提。
       但是,一方面因為胡克的名氣,另一方面也因為牛頓的注意力更多地轉(zhuǎn)移到了運動學和力學方面,牛頓暫時仍然沒有正式地全面論證微粒說(只是在幾篇論文中反駁了胡克)。而這時候,波動方面荷蘭物理學家惠更斯(Christiaan Huygens)成為了波動說的主將。
       惠更斯在數(shù)學理論方面是具有十分高的天才的,他繼承了胡克的思想,認為光是一種在以太里傳播的縱波,并引入了“波前”的概念,成功地證明和推導了光的反射和折射定律。他的波動理論雖然還十分粗略,但是所取得的成功卻是杰出的。當時隨著光學研究的不斷深入,新的戰(zhàn)場不斷被開辟:1665年,牛頓在實驗中發(fā)現(xiàn)如果讓光通過一塊大曲率凸透鏡照射到光學平玻璃板上,會看見在透鏡與玻璃平板接觸處出現(xiàn)一組彩色的同心環(huán)條紋,也就是著名的“牛頓環(huán)”。到了1669年,丹麥的巴塞林那斯(E.Bartholinus)發(fā)現(xiàn)當光在通過方解石晶體時,會出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象?;莞箤⑺睦碚搼?yīng)用于這些新發(fā)現(xiàn)上面,只需要作了小小的改制(比如引進橢圓波的概念)。1690年,惠更斯的著作《光論》出版,標志著波動說在這個階段到達了一個興盛的頂點。
        胡克去世后的第二年,也就是1704年,牛頓出版了他的煌煌巨著《光學》。在這本劃時代的作品中,牛頓詳盡地闡述了光的色彩疊合與分散,從粒子的角度解釋了薄膜透光,牛頓環(huán)以及衍射實驗中發(fā)現(xiàn)的種種現(xiàn)象。他駁斥了波動理論,質(zhì)疑如果光如同聲波一樣,為什么無法繞開障礙物前進。他也對雙折射現(xiàn)象進行了研究,提出了許多用波動理論無法解釋的問題。而粒子方面的基本困難,牛頓則以他的天才加以解決。他從波動對手那里吸收了許多東西,比如將波的一些有用的概念如振動,周期等引入微粒論,從而很好地解答了牛頓環(huán)的難題。在另一方面,牛頓把粒子說和他的力學體系結(jié)合在了一起,于是使得這個理論頓時呈現(xiàn)出無與倫比的力量。
        牛頓作為光學界的泰斗,他的才華和權(quán)威是不容質(zhì)疑的,第一次波-粒戰(zhàn)爭就以波動的慘敗而告終。
    
                                                              第二次波-粒之戰(zhàn)
        一個世紀過去了,牛頓體系的地位已經(jīng)是如此地崇高,令人不禁有一種目眩的感覺。而他所提倡的光是一種粒子的觀念也已經(jīng)是如此地深入人心,以致人們幾乎都忘了當年它那對手的存在。
       1773年托馬斯*楊誕生,19歲的時候,受到他那當醫(yī)生的叔父的影響,決定去倫敦學習醫(yī)學。楊研究了人體上眼睛的構(gòu)造,開始接觸到了光學上的一些基本問題,并最終形成了他的光是波動的想法。楊的這個認識,是來源于波動中所謂的“干涉”現(xiàn)象。
       我們都知道,普通的物質(zhì)是具有累加性的,一滴水加上一滴水一定是兩滴水,而不會一起消失。但是波動就不同了,一列普通的波,它有著波的高峰和波的谷底,如果兩列波相遇,當它們正好都處在高峰時,那么疊加起來的這個波就會達到兩倍的峰值,如果都處在低谷時,疊加的結(jié)果就會是兩倍深的谷底。但是,等等,如果正好一列波在它的高峰,另外一列波在它的谷底呢?答案是它們會互相抵消。如果兩列波在這樣的情況下相遇(物理上叫做“反相”),那么在它們重疊的地方,將會波平如鏡,既沒有高峰,也沒有谷底。
       托馬斯*楊在研究牛頓環(huán)的明暗條紋的時候,被這個關(guān)于波動的想法給深深打動了。為什么會形成一明一暗的條紋呢?一個思想漸漸地在楊的腦海里成型:用波來解釋不是很簡單嗎?明亮的地方,那是因為兩道光正好是“同相”的,它們的波峰和波谷正好相互增強,結(jié)果造成了兩倍光亮的效果;而黑暗的那些條紋,則一定是兩道光處于“反相”,它們的波峰波谷相對,正好互相抵消了。這一大膽而富于想象的見解使楊激動不已,他馬上著手進行了一系列的實驗,并于1801年和1803年分別發(fā)表論文報告,闡述了如何用光波的干涉效應(yīng)來解釋牛頓環(huán)和衍射現(xiàn)象。甚至通過他的實驗數(shù)據(jù),計算出了光的波長應(yīng)該在1/36000至1/60000英寸之間。
       在1807年,楊總結(jié)出版了他的《自然哲學講義》,里面綜合整理了他在光學方面的工作,并在里面第一次描述了他那個名揚四海的實驗:光的雙縫干涉。
       楊的實驗手段極其簡單:把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面,這樣就形成了一個點光源(從一個點發(fā)出的光源)?,F(xiàn)在在紙后面再放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現(xiàn)在眾人皆知的干涉條紋。
      楊的著作點燃了革命的導火索,物理史上的“第二次波-粒戰(zhàn)爭”開始了。
        這個簡單巧妙的實驗所揭示出來的現(xiàn)象證據(jù)確鑿,幾乎無法反駁。無論微粒怎么樣努力,就是難以說明兩道光疊加在一起怎么會反而造成黑暗。而波動的理由卻是簡單而直接的:兩個小孔距離屏幕上某點的距離會有所不同。當這個距離是波長的整數(shù)值時,兩列光波正好互相加強,就形成亮點。反之,當距離差剛好造成半個波長的相位差時,兩列波就正好互相抵消,造成暗點。理論計算出的明亮條紋距離和實驗值分毫不差。
       在節(jié)節(jié)敗退后,微粒終于發(fā)現(xiàn)自己無法抵擋對方的進攻。于是它采取了以攻代守的戰(zhàn)略。許多對波動說不利的實驗證據(jù)被提出來以證明波動說的矛盾。其中最為知名的就是馬呂斯(Etienne Louis Malus)在1809年發(fā)現(xiàn)的偏振現(xiàn)象,這一現(xiàn)象和已知的波動論有抵觸的地方。兩大對手開始相持不下,但是各自都沒有放棄自己獲勝的信心。楊在給馬呂斯的信里說:“……您的實驗只是證明了我的理論有不足之處,但沒有證明它是虛假的?!?br>        1818年法國科學院舉行懸賞征文競賽。競賽的題目是利用精密的實驗確定光的衍射效應(yīng)以及推導光線通過物體附近時的運動情況。競賽評委會由許多知名科學家組成,這其中包括比奧(J.B.Biot)、拉普拉斯(Pierre Simon de Laplace)和泊松(S.D.Poission),都是積極的微粒說擁護者。組織這個競賽的本意是希望通過微粒說的理論來解釋光的衍射以及運動,以打擊波動理論。
       但是戲劇性的情況出現(xiàn)了。一個不知名的法國年輕工程師--菲涅耳向組委會提交了一篇論文《關(guān)于偏振光線的相互作用》。在這篇論文里,菲涅耳采用了光是一種波動的觀點,但是革命性地認為光是一種橫波(也就是類似水波那樣,振子作相對傳播方向垂直運動的波)而不像從胡克以來一直所認為的那樣是一種縱波(類似彈簧波,振子作相對傳播方向水平運動的波)。從這個觀念出發(fā),他以嚴密的數(shù)學推理,圓滿地解釋了光的衍射,并解決了一直以來困擾波動說的偏振問題。他的體系完整而無缺,以致委員會成員為之深深驚嘆。泊松并不相信這一結(jié)論,對它進行了仔細的審查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當把這個理論應(yīng)用于圓盤衍射的時候,在陰影中間將會出現(xiàn)一個亮斑。這在泊松看來是十分荒謬的,影子中間怎么會出現(xiàn)亮斑呢?這差點使得菲涅爾的論文中途夭折。但菲涅耳的同事阿拉果(Fran?ois Arago)在關(guān)鍵時刻堅持要進行實驗檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)真的有一個亮點如同奇跡一般地出現(xiàn)在圓盤陰影的正中心,位置亮度和理論符合得相當完美。圓盤陰影正中的亮點(后來被相當有誤導性地稱作“泊松亮斑”)成了波動軍手中威力不下于干涉條紋的重武器,給了微粒勢力以致命的一擊。到了19世紀中期,微粒說挽回戰(zhàn)局的唯一希望就是光速在水中的測定結(jié)果了。因為根據(jù)粒子論,這個速度應(yīng)該比真空中的光速要快,而根據(jù)波動論,這個速度則應(yīng)該比真空中要慢才對。
       在1819年的5月6日,傅科(Foucault,他后來以“傅科擺”實驗而聞名)向法國科學院提交了他關(guān)于光速測量實驗的報告。在準確地得出光在真空中的速度之后,他也進行了水中光速的測量,發(fā)現(xiàn)這個值小于真空中的速度。波動論終于在100多年后革命成功,第二次微波戰(zhàn)爭隨著微粒的戰(zhàn)敗而宣告結(jié)束。
    
                                                           電磁理論的誕生 
    
        但是波動內(nèi)部還是有一個小小的困難,就是以太的問題。光是一種橫波的事實已經(jīng)十分清楚,它傳播的速度也得到了精確測量,這個數(shù)值達到了30萬公里/秒,是一個驚人的高速。通過傳統(tǒng)的波動論,我們必然可以得出它的傳播媒介的性質(zhì):這種媒介必定是十分地堅硬,比最硬的物質(zhì)金剛石還要硬上不知多少倍。然而事實是從來就沒有任何人能夠看到或者摸到這種“以太”,也沒有實驗測定到它的存在。星光穿越幾億億公里的以太來到地球,然而這些堅硬無比的以太卻不能阻擋任何一顆行星或者彗星的運動,哪怕是最微小的也不行!
      波動對此的解釋是以太是一種剛性的粒子,但是它卻是如此稀薄,以致物質(zhì)在穿過它們時幾乎完全不受到任何阻力,“就像風穿過一小片叢林”(托馬斯?楊語)。以太在真空中也是絕對靜止的,只有在透明物體中,可以部分地被拖曳(菲涅耳的部分拖曳假說)。
       這個觀點其實是十分牽強的,但是波動說并沒有為此困惑多久。因為更加激動人心的勝利很快就到來了。偉大的麥克斯韋于1856、1861和1865年發(fā)表了三篇關(guān)于電磁理論的論文,這是一個開天辟地的工作,它在牛頓力學的大廈上又完整地建立起了另一座巨構(gòu),而且其輝煌燦爛絕不亞于前者。麥克斯韋的理論預(yù)言,光其實只是電磁波的一種。這段文字是他在1861年的第二篇論文《論物理力線》里面特地用斜體字寫下的。
       1887年德國的海因里希*魯?shù)婪?赫茲在卡爾斯魯厄大學的一間實驗室里專心致志地擺弄他的儀器。赫茲的裝置在今天看來是很簡單的:它的主要部分是一個電火花發(fā)生器,有兩個相隔很近的小銅球作為電容。赫茲全神貫注地注視著這兩個相對而視的銅球,然后合上了電路開關(guān)。頓時,電的魔力開始在這個簡單的系統(tǒng)里展現(xiàn)出來:無形的電流穿過裝置里的感應(yīng)線圈,并開始對銅球電容進行充電。赫茲冷冷地注視著他的裝置,在心里面想象著電容兩段電壓不斷上升的情形。在電學的領(lǐng)域攻讀了那么久,赫茲對自己的知識是有充分信心的,他知道,隨著電壓的上升,很快兩個小球之間的空氣就會被擊穿,然后整個系統(tǒng)就會形成一個高頻的振蕩回路(LC回路),但是,他現(xiàn)在想要觀察的不是這個。
       果然,過了一會兒,隨著細微的“啪”的一聲,一束美麗的藍色電花爆開在兩個銅球之間,整個系統(tǒng)形成了一個完整的回路,細小的電流束在空氣中不停地扭動,綻放出幽幽的熒光。
      赫茲反而更加緊張了,他盯著那串電火花,還有電火花旁邊的空氣。他不是要看這個裝置如何產(chǎn)生火花短路,他這個實驗的目的,是為了求證那虛無飄渺的“電磁波”的存在。那是一種什么樣的東西啊,它看不見,摸不著,到那時為止誰也沒有見過,驗證過它的存在??墒?,赫茲是堅信它的存在的,因為它是麥克斯韋(Maxwell)理論的一個預(yù)言:不管理論怎樣無懈可擊,它畢竟還是要通過實驗來驗證的。他站在那里看了一會兒,在心里面又推想了幾遍,終于確定自己的實驗無誤:如果麥克斯韋是對的話,那么在兩個銅球之間就應(yīng)該產(chǎn)生一個振蕩的電場,同時引發(fā)一個向外傳播的電磁波。赫茲轉(zhuǎn)過頭去,在實驗室的另一邊,放著一個開口的銅環(huán),在開口處也各鑲了一個小銅球。那是電磁波的接收器,如果電磁波真的存在的話,那么它就會穿越這個房間到達另外一端,在接收器那里感生一個振蕩的電動勢,從而在接收器的開口處也激發(fā)出電火花來。
      實驗室里面靜悄悄地,赫茲一動不動地站在那里,仿佛他的眼睛已經(jīng)看見那無形的電磁波在空間穿越。銅環(huán)接受器突然顯得有點異樣,赫茲簡直忍不住要大叫一聲,他把自己的鼻子湊到銅環(huán)的前面,明明白白地看見似乎有微弱的火花在兩個銅球之間的空氣里閃爍。赫茲飛快地跑到窗口,把所有的窗簾都拉上,現(xiàn)在更清楚了:淡藍色的電花在銅環(huán)的缺口不斷地綻開,而整個銅環(huán)卻是一個隔離的系統(tǒng),既沒有連接電池也沒有任何的能量來源。赫茲注視了足足有一分鐘之久,在他眼里,那些藍色的火花顯得如此地美麗。終于他揉了揉眼睛,直起腰來:現(xiàn)在不用再懷疑了,電磁波真真實實地存在于空間之中,正是它激發(fā)了接收器上的電火花。他勝利了,成功地解決了這個8年前由柏林普魯士科學院提出懸賞的問題;同時,麥克斯韋的理論也勝利了,物理學的一個新高峰--電磁理論終于被建立起來。偉大的法拉第(Michael Faraday)為它打下了地基,偉大的麥克斯韋建造了它的主體,而今天,他--偉大的赫茲--為這座大廈封了頂。
        根據(jù)實驗數(shù)據(jù),赫茲得出了電磁波的波長,把它乘以電路的振蕩頻率,就可以計算出電磁波的前進速度。這個數(shù)值精確地等于30萬公里/秒,也就是光速。麥克斯韋驚人的預(yù)言得到了證實:原來電磁波一點都不神秘,我們平時見到的光就是電磁波的一種,只不過它的頻率限定在某一個范圍內(nèi),而能夠為我們所見到罷了。
      無論從哪一個意義上來說,這都是一個了不起的發(fā)現(xiàn)。古老的光學終于可以被完全包容于新興的電磁學里面,而“光是電磁波的一種”的論斷,也終于為爭論已久的光本性的問題下了一個似乎是不可推翻的定論。電磁波的反射、衍射和干涉實驗很快就做出來了,這些實驗進一步地證實了電磁波和光波的一致性,無疑是電磁理論的一個巨大成就。。
        波動說現(xiàn)在是如此地強大,憑借著麥氏理論的力量,它已經(jīng)徹底地將微粒打倒,并且很快就拓土開疆,建立起一個空前的大帝國來。不久后,它的領(lǐng)土就橫跨整個電磁波的頻段,從微波到X射線,從紫外線到紅外線,從γ射線到無線電波……普通光線只是它統(tǒng)治下的一個小小的國家罷了。(未完待續(xù))
  最后修改于 2007-08-17 10:44    閱讀(115)評論(0)


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