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                维科新闻


                则出现一组明暗相间的同心环条纹

                发布时间:2019-12-04

                 1665年牛顿进行太阳光的实验,它能把太阳光分解成简单的组成部分,形成一个颜色按一定顺序排列的光分布——光谱。它使人们第一次接触到光的客观的和定量的特征,各单■色光在空间上的分离是由光的本性决定的。牛ω顿还发现了把曲率半径很大的凸透镜放在光学平玻璃板上,当用白光照①射时,则见透镜与玻璃平板接触□ 处出现一组彩色的同心环状条纹;当用某一单色光→照射时,则出现一组明暗相间的同心环条纹,后人把这↑种现象称牛顿环。借助这种现象】可用第一暗环的空气隙的厚度来定量地表征相应的单色光。 [1] 
                牛顿在发现这些重要现象的同时,根据光的直线传播性『,认为光是一种微粒流,微粒从光源飞出∑ 来,在均匀介质内遵从力学定律作等█速直线运动,并且用这种观点对折射和反射现象作了解释。惠更斯是光的微粒▼说的反对者,他创立波动说,1690年在《光论》一书中ㄨ写道:“光同声∮一样,是以球形波面传播的。” 并且指出◣光振动所达到的每一点都可视为次波的振动中心,次波的包络面为传播着的波的波阵面(波前)。在整个18世纪中,光的微粒流理论和光的波动理ぷ论都被粗╳略地提了出来,但都不很完整。 [1] 
                19世纪初,波动光学初步形√成,其中以T.杨和A.菲涅耳的著作为代表。杨圆满地⌒ 解释了“薄膜的颜★色”和双狭缝干涉现象。菲涅耳于1818年以杨氏干涉原▽理补充了惠更斯原理,由此形成了今天为人们所熟知的惠更斯-菲〗涅耳原理,用它可㊣圆满解释光的干涉和衍射现象,也能解释光的直线传播。在△进一步的研究中,观察到了光的偏 振和偏振光的干涉。为了解释这些◎现象,菲涅耳假定光是一种在连⊙续介质(以太)中传播的横波。但是由此不得不把弹性∩固体的特性强加于以太,如此性质的◥以太是难以想象的,并且即使承认☆以太也没有能把光学现象同其他物理现象联系起来。 [1]  [2] 
                1846年◣法拉第发现了光的振动面在磁场中发生旋转;1856年W.韦伯发现光在真空中的速度等于≡电流强度的电磁单位与静电单位的比↘值。它们表示光学现象与电磁学现象间有一定的内在关系。 [1] 
                1860年前后麦克斯韦的理〇论研究指出,电场和磁场的改变,不能局限于空间●的某一部分,而是以等于电流的电磁单位与静电单位的比值的速度传播着,光就是ξ这样一种电磁现象。这个结论在1888年为赫兹的实验证♀实。按麦克斯韦的理论,若以c代表光在真空中的速度,v代表光在介电常数『为ε和磁导率为μ的透明介质中的速度,则有:
                c/v=(εμ)1/2
                式中c/v恰为介质的折射率,所以有:
                n=(εμ)1/2
                上式给出了透明介质的光学常数n跟电学常数ε和磁学「常数μ的关系。在认识光的物理性质方面,麦克斯←韦理论较以前各种理论向前迈进了一大步。 [1] 
                然而,这种理论不能说明产生频率高达光的频╲率的电振子的性质,也不能解释折射率随光的频率而变所引起的光的〒色散。到了1896年H.洛伦兹创立电子论,才解释了发光和物质吸收光的现象,也解释了光在物质中传播的各种特点,包括对色散现象卐的解释。洛伦兹的理论中以太乃是广袤无限的不动※的介质,其唯一特点是,这种介质中光振动具有一定的传播速度。 [1] 
                对于∏像炽热的黑体的辐射中能量按波长分布这样重要的问题,洛伦兹理论还不能给出满意的解释Ψ 。并且,如果认为洛伦兹关于以太的概念是正确的,则可将运动的以太▃选作参照系,使人们能区别出绝↓对运动。而事实上,1887年A.迈克耳孙等用干涉仪测“以太风”得否定的结果,这表明到了洛伦兹的〓电子论时期,人们对光本性的认识仍然有不少片面性。 [1] 
                1900年,普朗克从ζ 物质的分子结构理论中借用不连续性的概念,提出了辐射的量子论,认为各种频率的电磁◇波(包括光),只能以各自确定分立的能量从振子射出,这种能量微粒称为量︽子,光的量子称为光〖子。量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长∩分布的规律,而且以全新的概念提出了光与物质相互▅作用的问题。量子论不但⊙给光学,也给整个物理学提供了新的概念,通常把它的诞生视为近代物理学的起点。 [1]