​天天科普 | 物理学是物质究竟围绕着波还是粒子而展开?

武汉科技馆光展厅(光的波粒二象性)

光一直被认为是最小的物质,虽然它是个最特殊的物质,但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上,整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。

光学的任务是研究光的本性,光的辐射、传播和接收的规律;光和其他物质的相互作用(如物质对光的吸收、散射、光的机械作用和光的热、电、化学、生理效应等)以及光学在科学技术等方面的应用。

人们对光的本性的探讨,始于十七世纪的大争论。一方面,牛顿提出光的微粒说,认为光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒流。另一方面,惠更斯提出了光的波动说,认为光是在一种特殊弹性媒质中传播的机械波。由于牛顿崇高的学术地位,在一个多世纪内,微粒说在物理学界占统治地位。

直到十九世纪初,托马斯杨的双缝实验为波动说提供了有力的实验依据。随后麦克斯韦提出的光现象与电磁现象统一理论,进一步确立了波动说的地位。

二十世纪初,爱因斯坦成功解释了光电效应,并在此基础上结合前人研究,揭示了光的波粒二象性:光既具有波动性也具有微粒性。

【编辑:叶子】

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