1803年,楊氏寫成了論文《物理光學(xué)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算》.他根據(jù)光的干涉定律對光的衍射現(xiàn)象作了進(jìn)一步的解釋,認(rèn)為衍射是由直射光束與反射光束干涉形成的.但由于他認(rèn)為光是一種縱波,所以在理論上遇到了很多麻煩.他的理論受到了英國政治家布魯厄姆的尖刻的批評,被稱作是“不合邏輯的”、“荒謬的”、“毫無價(jià)值的”. 雖然楊氏的理論以及后來的辯駁都沒有得到足夠的重視、甚至遭人毀謗,但他的理論激起了牛頓學(xué)派對光學(xué)研究的興趣. 1808年,拉普拉斯用微粒說分析了光的雙折射線現(xiàn)象,批駁了楊氏的波動(dòng)說. 1809年,馬呂斯在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象.在進(jìn)一步研究光的簡單折射中的偏振時(shí),他發(fā)現(xiàn)光在折射時(shí)是部分偏振的.因?yàn)榛莞乖岢鲞^光是一種縱波,而縱波不可能發(fā)生這樣的偏振,這一發(fā)現(xiàn)成為了反對波動(dòng)說的有利證據(jù). 1811年,布呂斯特在研究光的偏振現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)定律.光的偏振現(xiàn)象和偏振定律的發(fā)現(xiàn),使當(dāng)時(shí)的波動(dòng)說陷入了困境,使物理光學(xué)的研究更朝向有利于微粒說的方向發(fā)展 面對這種情況,楊氏對光學(xué)再次進(jìn)行了深入的研究,1817年,他放棄了惠更斯的光是一種縱波的說法,提出了光是一種橫波的假說,比較成功的解釋了光的偏振現(xiàn)象.吸收了一些牛頓派的看法之后,他又建立了新的波動(dòng)說理論.楊氏把他的新看法寫信告訴了牛頓派的阿拉戈. 1817年,巴黎科學(xué)院懸賞征求關(guān)于光的干涉的最佳論文.土木工程師菲涅耳也卷入了波動(dòng)說與微粒說之間的紛爭.在1815年菲涅耳就試圖復(fù)興惠更斯的波動(dòng)說,但他與楊氏沒有聯(lián)系,當(dāng)時(shí)還不知道楊氏關(guān)于衍射的論文,他在自己的論文中提出是各種波的互相干涉使合成波具有顯著的強(qiáng)度.事實(shí)上他的理論與楊氏的理論正好相反.后來阿拉戈告訴了他楊氏新提出的關(guān)于光是一種橫波的理論,從此菲涅耳以楊氏理論為基礎(chǔ)開始了他的研究.1819年,菲涅耳成功的完成了對由兩個(gè)平面鏡所產(chǎn)生的相干光源進(jìn)行的光的干涉實(shí)驗(yàn),繼楊氏干涉實(shí)驗(yàn)之后再次證明了光的波動(dòng)說.阿拉戈與菲涅耳共同研究一段時(shí)間之后,轉(zhuǎn)向了波動(dòng)說.1819年底,在非涅耳對光的傳播方向進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)之后,他與阿拉戈一道建立了光波的橫向傳播理論. 1882年,德國天文學(xué)家夫瑯和費(fèi)首次用光柵研究了光的衍射現(xiàn)象.在他之后,德國另一位物理學(xué)家施維爾德根據(jù)新的光波學(xué)說,對光通過光柵后的衍射現(xiàn)象進(jìn)行了成功的解釋. 至此,新的波動(dòng)學(xué)說牢固的建立起來了.微粒說開始轉(zhuǎn)向劣勢 隨著光的波動(dòng)學(xué)說的建立,人們開始為光波尋找載體,以太說又重新活躍起來.一些著名的科學(xué)家成為了以太說的代表人物.但人們在尋找以太的過程中遇到了許多困難,于是各種假說紛紛提出,以太成為了十九世紀(jì)的眾焦點(diǎn)之一. 菲涅耳在研究以太時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題是,橫向波的介質(zhì)應(yīng)該是一種類固體,而以太如果是一種固體,它又怎么能不干擾天體的自由運(yùn)轉(zhuǎn)呢.不久以后泊松也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題：如果以太是一種類固體,在光的橫向振動(dòng)中必然要有縱向振動(dòng),這與新的光波學(xué)說相矛盾. 為了解決各種問題,1839年柯西提出了第三種以太說,認(rèn)為以太是一種消極的可壓縮性的介質(zhì).他試圖以此解決泊松提出的困難.1845年,斯托克斯以石蠟、瀝青和膠質(zhì)進(jìn)行類比,試圖說明有些物質(zhì)既硬得可以傳播橫向振動(dòng)又可以壓縮和延展——因此不會(huì)影響天體運(yùn)動(dòng). 1887年,英國物理學(xué)家麥克爾遜與化學(xué)家莫雷以“以太漂流”實(shí)驗(yàn)否定了以太的存在.但此后仍不乏科學(xué)家堅(jiān)持對以太的研究.甚至在法拉第的光的電磁說、麥克斯韋的光的電磁說提出以后,還有許多科學(xué)家潛心致力于對以太的研究. 十九世紀(jì)中后期,在光的波動(dòng)說與微粒說的論戰(zhàn)中,波動(dòng)說已經(jīng)取得了決定性勝利.但人們在為光波尋找載體時(shí)所遇到的困難,卻預(yù)示了波動(dòng)說所面臨的危機(jī). 1887年,德國科學(xué)家赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),光的粒子性再一次被證明! 二十世紀(jì)初,普朗克和愛因斯坦提出了光的量子學(xué)說.1921年,愛因斯坦因?yàn)?光的波粒二象性"這一成就而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng). 1921年,康普頓在試驗(yàn)中證明了X射線的粒子性.1927年,杰默爾和后來的喬治湯姆森在試驗(yàn)中證明了電子束具有波的性質(zhì).同時(shí)人們也證明了氦原子射線、氫原子和氫分子射線具有波的性質(zhì). 在新的事實(shí)與理論面前,光的波動(dòng)說與微粒說之爭以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕. 光的波動(dòng)說與微粒說之爭從十七世紀(jì)初笛卡兒提出的兩點(diǎn)假說開始,至二十世紀(jì)初以光的波粒二象性告終,前后共經(jīng)歷了三百多年的時(shí)間.牛頓、惠更斯、托馬斯．楊、菲涅耳等多位著名的科學(xué)家成為這一論戰(zhàn)雙方的主辯手.正是他們的努力揭開了遮蓋在“光的本質(zhì)”外面那層撲朔迷離的面紗. 參考：