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【量子力学的神秘】
21世纪之前在伽利略、牛顿等大神努力下,物理学的大厦已经基本建立了,后来的科学家都只是在添砖加瓦,在那个时代大家都已经觉得物理界不可能再有突破了,就有人调侃的说“魔鬼让这个世界黑暗,上帝就说让牛顿去吧,这个世界就变光明了!”但是一种东西彻底打破了牛顿大神创下的物理大厦,光这种神奇的东西牵出了21世纪物理学的两大支柱——相对论和量子力学,至此撑起物理学这座大厦的支柱就变成了它们了。
【光微波之战——微粒说的崛起】
大科学家牛顿认为光就是一连串的微粒,就像机关枪打出的子弹一样,所有的发光物体都在不停的发射无数的小微粒,然后这些小微粒进入我们的眼中,我们就感受到光的存在。微粒说很好的解释了光为什么沿直线传播和光的发射现象,但是也有微粒说无法解释的情况。比如我们两束垂直的光照射,如果是粒子,那么两束光的粒子就会互相碰撞,那么就维持不了光沿直线传播这个定律了,而实际情况确实互不影响,两束光似乎一点也没有影响,大家都像河水不犯井水的彼此穿过对方。
而和牛顿同一时代的科学家惠更斯就提出了和牛顿完全不一样的学说,他提出了光并不是粒子的聚合,而是一种波,从而提出了光的波动说。什么是波呢?我们仍一个小石头到水里,就会产生涟漪,而这就是水波,水这个质点并没有在波的传播方向上运动,但是却产生了波。无论是声波还是绳波都只是物体在做周期性的运动,并没有向前运动,它只是一种我们视觉上的一种错觉而已,而且它的产生必须依托于某种介质的。
水波依托于水产生波,绳波依托于绳子产生波,既然认为光是一种波,那么光依托什么产生波呢?生活中的光我们可以认为是依托于空气,但是宇宙远处的光呢?要知道我们的太空是空无一物的,那么远的光又是怎么传到我们地球上的呢?科学家们就给这个光波的介质起了一个名字——以太,光就是以太振动的视觉效果。但是物理学家怎么努力都无法证明以太这种东西的存在,波动说也是困难重重。因此拨动派和微粒派在很常的一段时间里都不能完全说服对方,也无法证明自己的学说,直到1801年一个在黑屋里做实验的医生才给出了答案。
【光微波之战——波动说的崛起】
一个医生的实验怎么会影响到物理界呢?这个医生就是托马斯-杨,提起他大家都应该直到要说的就是诡异的双缝干涉实验。双缝干涉实验简单点描述就是在一块板上开两条很小的细缝,这两条小细缝离的很近,用单一的光源去照射,在细缝的另一边会出现明暗相间的条纹,这个现象是完全用微粒说去解释的,但是用波动说的方法去计算,得到的结果和实验结果非常吻合。至此微粒说就站不住脚了,因为物理是一门实验学科,理论必须要能解释实验结果,但是微粒说不能解释这样双缝干涉实验,波动说暂时占了上风,到19世纪末,赫兹发现了电磁波的存在,电磁波的发现更加的肯定了波动说的正确性。
【成也赫兹,败也赫兹】
当波动说的支持者还没来得及开胜利的盛宴时,赫兹同学做了一个让他们开心不起来的实验-光电效应实验,瞬间波动说又要发愁了,微粒说感觉又能翻盘了。这个实验我们留到下一篇文章讲解。
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