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牛顿的光究竟是什么?——光学理论与微粒学说的交锋

更新时间:2023-08-18 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

人们对光本质的认识始于一个古老的问题“光到底是什么?”。 历史上许多学者都曾探讨过这个问题。 十七世纪以来,随着伽利略现代数学研究方法的建立,各种关于光学的实验开始出现,把过去分散的光学理论整合起来。 因此,对光本质的认识就成为光学理论发展首先要解决的问题。nPL物理好资源网(原物理ok网)

17世纪以来,关于光本质认识的大争论,总共包括四次波动论与粒子论之争,其中包括以牛顿为代表的粒子论与以惠更斯为代表的波动论之间的较量。 牛顿除了擅长物理计算之外,还能够制造各种设备,从事精细实验——色散实验。 1672年,牛顿发表了《光与颜色的理论》,提出了光的粒子论光折射本质的推导,认为光是由粒子产生的,但走的是直线运动最快的路径,感觉光的重新组合和分解就如同不同颜色的粒子混合并分离一样。 惠更斯是著名的天文学家、数学家和物理学家。 他继承并确立了胡克的观点。 牛顿与牛顿在光本质上的差异,爆发了他对化学光学的热情。 他重复了牛顿的光学实验。 仔细研究了牛顿的实验和格里马尔迪的实验,我觉得很多现象很难用粒子论来解释,觉得光是一种机械波; 光是由物质载体传输的纵波。 它的物质载体是“以太”; 波面上的每一点本身就是引起介质振动的波源。 1678年,惠更斯在美国科技大学的一次演讲中公开反对牛顿的光粒子论。 他强调,如果光是粒子状的,那么光在穿越时会因为碰撞而改变方向,但当时并不会发生这种现象; 并用粒子理论解释折射现象,得到的结果与实验相矛盾。 随后于1690年发表《光论》,很快提出波动论,完善了惠更斯原理。 牛顿反对惠更斯的理由是:如果光是波,它应该能像声波一样绕过障碍物而不形成阴影; 冰岛石的双折射表明光在不同侧面有不同的波。 性质,但涨落理论很难解释其成因。nPL物理好资源网(原物理ok网)

光折射本质的推导_光发生折射微观本质_光的反射和折射pptnPL物理好资源网(原物理ok网)

牛顿和惠更斯之所以对光的本质存在分歧,从自然辩证法的角度来看,主要表现在以下几个方面:nPL物理好资源网(原物理ok网)

首先,科学知识的构成不同。 科学认知过程的结果是通过逻辑推理和实验检验构建的科学事实、科学定理、科学假设和科学理论。 科学事实是科学认识主体对客观存在和某些事物(风暴、现象、过程、关系等)的真实描述或判断。 是的,方法是主观的,是主观性和客观性的统一。 科学定理是反映自然界事物和现象之间必然关系的科学命题。 科学假设是基于现有科学知识和新的科学事实对研究问题的推测性解释和尝试性答案。 科学假设在一定程度上是一种科学思维方式。 基本要素包括:事实依据、背景理论、对现象规律的推测、衍生的预测和预见。 牛顿从光的色散实验出发光折射本质的推导,认为光是不同颜色粒子的混合和分离,而惠更斯则从光的折射现象出发,认为光具有波动性。 两人看问题的角度不同,分析问题的出发点也不同。 牛顿和惠更斯提出的科学事实是客观的、难以验证的。 根据科学事实提出的科学假说是经过多次实验检验的。 两者的理论建立都有各自的理由。 这一时期,他们能够不同程度地得到同行的认可,这使得牛顿和惠更斯各自持有自己的理论。nPL物理好资源网(原物理ok网)

其次,从辩证法对立统一的角度来看,牛顿和惠更斯都没有听到粒子论和波动论的统一,也没有借助辩证法研究光的本质。 一切都是对立与统一的结合。 对立和统一是矛盾双方的两个固有属性。 对立表现为对立面之间相互冲突、相互否定的本质。 统一性表现为对立面的相互依存。 、互穿和互穿特性。 矛盾的统一性和对立性是相互联系的。 统一是两个对立面的统一,它以对立面之间的差异和对​​立为前提。 矛盾的对立面存在于矛盾的统一之中。 反对派是团结内部的反对派。 在对立面的相互斗争中,双方相互依存、相互渗透。 斗争的结果是双方的相互转化、相互过渡。 矛盾的统一体是相对的,矛盾的对立面是绝对的。 矛盾统一体是指它的条件性,任何矛盾统一体的存在都是有条件的; 矛盾的对立面的绝对性是指它的普遍性和无条件性。 矛盾的对抗性不仅在于各个具体矛盾运动的连续性,而且还存在于新旧矛盾交替的过程中。 矛盾的双方既统一又对立,共同推动事物的发展。 矛盾的统一性是矛盾存在和发展的前提。 ,从而最终导致矛盾统一体的破裂,导致新事物取代旧事物。 当光的粒子论与波动论交战时,牛顿和惠更斯并没有从另一个角度分析问题,他们只看到了两者的对立面,却没有看到他们的统一。 看见将是光本质研究的又一次升华。 事实上,正确的理论很快就会出现在人们面前。nPL物理好资源网(原物理ok网)

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再次,从辩证联系的角度来看,牛顿和惠更斯都没有看到粒子论和波论之间的内在联系——粒子论和波论在光的本质上是统一的。 具体理论与波动论的内在联系——粒子论与波动论统一于光的本质。 连接是客观的,连接也是客观存在的。 如果牛顿和惠更斯能够把粒子论和波动论这两种观点联系起来并统一起来,一切问题就迎刃而解了。nPL物理好资源网(原物理ok网)

事实上,牛顿和惠更斯之所以对光的本质持有不同的看法,与他们当时的社会地位有关。 牛顿将他的物质粒子观扩展到整个自然界,并将其与他的粒子热系统相结合,为粒子理论找到了强有力的支持。 当牛顿的《光学》正式出版时,胡克和惠更斯已经相继去世。 之后,波动论无人反对,而由于他对科学界的巨大贡献,牛顿成为了当时无与伦比的一代科学大师。 人们记住并崇拜他的理论,重复他的实验,深深相信他。整个18世纪,几乎没有人挑战粒子论,也很少有人对光的本质进行进一步的研究。 从某种程度上来说,这是对牛顿粒子的肯定,加深了牛顿的坚持!nPL物理好资源网(原物理ok网)

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