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时间:公元1821年。
奥古斯丁·让·菲涅耳的主要工作是对光的本性的研究,对于波动光学的理论建立做出了杰出的贡献,曾利用自己设计的双镜和双棱镜做光的干涉实验,继托马斯·杨之后再次证实了光的波动性,并提出了两束光发生干涉的条件,诸如:惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射、对于反射现象和折射现象得出的菲涅耳方程以及较好的解释了物质的旋光性等。菲涅耳被誉为波动光学的奠基者。
对于光究竟是波还是粒子,科学界有过两次较为激烈的论战,被戏称为两次波粒战争。第一次波粒战争见证了胡克与牛顿的恩怨,微粒说随着牛顿的声望而如日中天,统治了将近一个世纪;第二次波粒战争则是波动说的翻身仗,菲涅耳奇兵杀出,以一篇论文一举奠定波动说的胜势。
第一次波粒战争主要在英国皇家学会内部展开。随着波动说的兴起以及自己的实验观测,皇家学会会员罗伯特·胡克在他1665年出版的《显微术》中明确地支持波动说,波动说一时占了上风。1672年,一位名叫艾萨克·牛顿的年轻人由于制造了一台出色的望远镜而当选为皇家学会会员,准备在光学与仪器方面大展拳脚。牛顿在学会提交的第一篇论文是关于光的色散实验,光的复合和分解被比喻为不同颜色微粒的混合和分开,该论文受到了光学权威胡克毫不留情的批评,牛顿勃然大怒,从此一生与胡克为敌。1704年,也就是胡克去世后次年,牛顿终于出版了他的巨著《光学》,其中用微粒说解释了光的种种现象,并且与牛顿力学体系结合在一起。从此,微粒说凭着牛顿的权威,统治了将近一个世纪。
第二次波粒战争随着托马斯·杨的双缝干涉实验而拉开了序幕。1807年,杨出版了《自然哲学讲义》,第一次描述了那个使他名扬四海的实验—杨氏双缝干涉。微粒说的支持者一开始并不以为然,但他们逐渐认识到,使用微粒说确实很难解释双缝干涉现象。他们转而以攻代守,指出偏振现象等当时波动说难以解释的现象,双方各执一词,局面由此僵持。
最后决战源于1818年法国科学院的一次悬赏征文比赛,比赛的题目是利用精密的实验确定光的衍射效应以及推导光线通过物体附近时的运动情况。竞赛评委会由毕奥、拉普拉斯、泊松等当时知名的科学家组成,他们大都是微粒说的积极拥护者。从评委会的本意来说,他们或许是想通过微粒说来解释光的衍射以及运动,以此来打击波动说。
由于波动说一直是假设光波为纵波,因此在解释偏振问题时仍然困难重重。菲涅耳在1821年发表《关于偏振光线的相互作用》的论文,革命性地假设光是一种横波,从而成功地解释了偏振现象,克服了战役中一个最难以征服的据点。
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