光的波粒二象性

　　（二）光的波動說

　　關于光的本性，當時還存在另一種觀點，即光的波動說.認為光是某種振動，以波的形式向四周圍傳播.其代表人物是荷蘭物理學家惠更斯.他認為，光是由發光體的微小粒子的振動在彌漫于一切地方的“以太”介質中傳播過程，而不是像微粒說所設想的像子彈和箭那樣的運動.他指出：“假如注意到光線向各個方向以極高的速度傳播，以及光線從不同的地點甚至是完全相反的地方發出時，光射線在傳播中一條光線穿過另一條光線而相互毫不影響，就能完全明白這一點：當我們看到發光的物體時，決不可能是由于從它所發生的物質，像穿過空氣的子彈和箭一樣，通過物質遷移所引起的”.他把光比作在水面上投入石塊時產生的同心圓狀波紋.發光體中的每一個微粒把振動，通過“以太”這種介質向周圍傳播，發出一組組同心的球面波.波面上的每一點，又可以此點為中心，再向外傳播子波.當然，這樣的觀點解釋同時發生反射和折射，比微粒說的“猝發理論”方便得多，以水波為例，水波在傳播時，反射與折射可以同時發生.一列水波在與另一列水波相遇時，可以毫無影響的相互通過.

　　惠更斯用波動說還解釋了光的反射和折射.但他在解釋光自光疏介質射向光密介質的近法線折射時，需假設光在光密介質中的傳播速度較小.現代光速的測定表明，波動說在解釋折射時依據的假設是正確的：光在光密介質中傳播時光速較小.但在17世紀時，光速的測量尚在起步階段，誰是誰非，沒有定論.

　　當然，光的波動說在解釋光的直進性和何以能在傳播時，會在不透明物體后留下清晰的影子等問題也遇到困難.

　　可見，光的微粒說和波動說在解釋光學現象時，都各有成功的一面，但都不能完滿地解釋當時所了解的各種光學現象.

　　在其后的100多年中，主要由于牛頓的崇高地位及聲望，因而微粒說一直占主導地位，波動說發展很緩慢.人類對光本性的認識，還期待新的現象的發現.直到19世紀初，人們發現了光的干涉現象，進一步研究了光的衍射現象.干涉和衍射是波動的重要特征，從而光的波動說得到迅速發展.人類對光的本性的認識達到一個新的階段.

　　（三）牛頓理論中的波動性思想

　　作為一代物理學大師的牛頓，是提倡了微粒說，但他卻并不排斥波動說.他根據他所做過的大量實驗和縝密的思考，提出了不少卓越的、富有啟發性的思想.在關于顏色的見解上，他提出“不同種類的光線，是否引起不同大小的振動，并按其大小而激起不同的顏色感覺，正像空氣的振動按其大小而激起不同的聲音感覺一樣？而且是否特別是那些

最易折射的光線激起最短的振動以造成深紫色的感覺，最不易折射的光線激起最長的振動，以造成深紅色的感覺，而介于兩者之間的各種光線激起各種中間大小的振動而造成中間顏色的感覺？”

　　他同時還提出：“扔一塊石頭到平靜的水面中，由此激起的水波將在石頭落水的地方持續一段時間，并從這里以同心圓的形式在水面上向遠處傳播.空氣用力撞擊所激起的振動和顫動也將持續少許時間，并從撞擊處以同心球的形式傳播到遠方，與此相似，當光線射到任何透明體的表面并在那里折射或反射時，是不是因此就要在反射或折射介質中入射點的地方，激起振動和顫動的波，而且這種振動總能在那里發生并從那里傳播出去.”