关于波的九大发现
2018-09-17出祺然
科学之谜 2018年4期
出祺然
物理学家与冲浪爱好者有一个共同特点,那就是他们都认为波很有趣。除了乐趣之外,对于物理学家来说,波还是自然界的一个最为重要的物理现象。从热、光、广播和电视,再到音乐、地震和全息图,波在很多物理过程中扮演着重要的角色。许多科学中最伟大的成就,都是关于波的新发现或新见解。
下面,我们列举九个此类的发现,来体验一下波的无穷魅力。
1、托马斯·杨:光波
在18世纪,科学家对光的本质是什么而争论不休。艾萨克·牛顿曾强烈主张光是由非常小的粒子组成。牛顿同时代的荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯强烈反对牛顿的观点,认为光是以波的方式传播的。
一个世纪后,英国物理学家托马斯·杨解决了关于光的本质的长期争论。他通过一系列巧妙的实验,用强有力的证据证明了光是一种波。在一个实验中,杨在一张厚厚的纸上戳出两个小孔,发现光线穿过两个小孔后,在纸后的另一张纸的表面上形成了一系列明、暗交替的条纹。之所以会这样,是因为光穿过两个孔后会像水波一样发生干涉现象干扰。如果光是由粒子构成的话,那么只会形成两个亮斑。但是,杨没能在数学上准确地描述光波,许多牛顿支持者仍拒绝接受杨的观点。
但很快,法国物理学家奥古斯丁·让·菲涅耳就详细地计算了光如何以波的形式进行传播。此外,按照牛顿的理论,光在水与空气界面发生折射,是因为光粒子受到水一侧的吸引。……
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