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挑战物理高手!牛顿的波粒二象性!!!

答案:6  悬赏:60  手机版
解决时间 2021-01-29 08:26
背景: 光是什么?
同时代的两个物理巨匠提出了自己的学说.牛顿说:"是微粒",惠更斯说:"是一种波"~

由于难以提供2列相干光波,光的干涉实验一直做的不理想.1801年,英国物理学家托马斯@杨在实验室里成功观察到了光的干涉.最初的实验模型为"双孔干涉",之后又改进为了"双缝干涉",实验现象更为明显
观察到了光的干涉现象,则有力的左证了光的波动说.波动说也以杨氏双缝干涉实验,意外地成为主导学说

但是,牛顿也发现过光的干涉现象.牛顿首先发现了一种特殊的薄膜干涉,即牛顿环.这显然也是一种光的干涉现象.
伟大的牛顿生活的时代,比托马斯@杨早了一个世纪左右,那么牛顿顺理成章应该是第一个观察到光的干涉现象的人.这是光是一种波的重要证据!

但为何他本人固执地还是支持微粒说呢?
本人身为高二的学生深为不解,但又被其中的奥秘所吸引.问了我的物理特级老师,未得到满意的答复.所以写下了自己的奇想,望广大物理爱好者能给予一个完美的解释!
谢谢!!

按理说,牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一,可牛顿却不从实际出发,而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流,因此为了解释牛顿环的出现,他提出了一个“一阵容易反射,一阵容易透射”的复杂理论。根据这一理论,他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态,这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原,并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面,在两次复原之间,则容易被下一个折射面的反射。”他还把每次返回和下一次返回之间所经过的距离称为“阵发的间隔”。实际上,牛顿在这里所说的“阵发的间隔”就是波动中所说的“波长”。为什么会这样呢?牛顿却含糊地说:“至于这是什么作用或倾向,它就是光线的圆圈运动或振动,还是介质或别的什么东西的圆圈运动或振动,我这里就不去探讨了。”
最佳答案
原因很简单,当时发现的光的波动现象的实验还很少,波动理论也不完备,考虑到光的很多很多表现都是可以用粒子学说来解释的,而波动学说完全解释不了,因此牛顿更倾向于粒子学说,你知道他写过一部著作专门就为灭掉波动学说的人的《光学》,。在这本划时代的作品中,牛顿详尽地阐述了光的色彩叠合与分散,从粒子的角度解释了薄膜透光,牛顿环以及衍射实验中发现的种种现象。他驳斥了波动理论,质疑如果光如同声波一样,为什么无法绕开障碍物前进。他也对双折射现象进行了研究,提出了许多用波动理论无法解释的问题。而粒子方面的基本困难,牛顿则以他的天才加以解决。他从波动对手那里吸收了许多东西,比如将波的一些有用的概念如振动,周期等引入微粒论,从而很好地解答了牛顿环的难题。在另一方面,牛顿把粒子说和他的力学体系结合在了一起,于是使得这个理论顿时呈现出无与伦比的力量。

这就是为什么牛顿能坚信粒子学说的原因。不是因为牛顿环他解释不好,强挺着唱戏,而是他真的认为这么可怜的一个现象,完全可以用粒子在振动的形式来解决。不用把光看成波。换句话,本质上广为粒子性,而不为波动性。,当然他们都错了,光是波粒二象性的。所以说牛顿与同时期的人比起来倒不算失败,因为他们也没对。
全部回答
那个时代认为物质是由微粒组成,对波的认识停留在机械波的程度,惠更斯的波动学说仅仅是机械波的特点,对于光,由于有一定的波动性从而可以有惠更斯的波动学说解释一部分。其实牛顿和惠更斯对光的本质知之甚少。绝对没你多。。。
由于光的波长太短,当时光的波动性很少于世人注意到。 形成定向思维,牛顿以前也没人提出光的波动性。因此估计他把这当成一个错误。逃避这个错误吧?
首先说明一下大多数学说支持的宇宙形成说 <<易经>>说宇宙是"无极生太极,太极生两仪,两仪生四像,四像生八卦" "无极"指宇宙形成初期的能海世界 "太极"指由能海世界进一步演化成的能量团块 既一些奇点物质 "两仪"指接下来演化成的粒子显形世界和波形隐性世界 其中可见光是这两种物质的分界物质 具有"波粒二象性"
我自己的认为 因为当时的波还停留于机械波的阶段 电磁理论还没建立,还没有电磁波相关的理论 而光的干涉现象无法用机械波的理论解释 而粒子说则有理论支持 所以牛顿偏向于粒子说 这种说法可以找到一个例证 恩格斯早在一百多年前,在他所撰写的《神灵世界中的自然科学》一文中,就一针见血地批评牛顿等一些大科学家,在心灵中沾染着或浸透着“极端的幻想、盲从和迷信”。 行星绕太阳作公转运动,除了遵守万有引力定律外,还具有同向性,轨道共面性,公转周期都大于太阳的自转周期
牛顿本人可能只是把牛顿环看成一种无法用微粒学说解释的现象,而不会用它来支持和自己敌对的学说的。。。
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