十大經典物理實驗 | 光的幹涉實驗

2021-01-19 上海樂學培優

楊在「關於聲和光的實驗與研究提綱」的論文中指出，光的微粒說存在著兩個缺點：一是既然發射出光微粒的力量是多種多樣的，那麼，為什麼又認為所有發光體發出的光都具有同樣的速度?二是透明物體表面產生部分反射時，為什麼同一類光線有的被反射，有的卻透過去了呢?楊認為，如果把光看成類似於聲音那樣的波動，上述兩個缺點就會避免。

 

為了證明光是波動的，楊在論文中把「幹涉」一詞引入光學領域，提出光的「幹涉原理」，即「同一光源的部分光線當從不同的渠道，恰好由同一個方向或者大致相同的方向進人眼睛時，光程差是固定長度的整數倍時最亮，相干涉的兩個部分處於均衡狀態時最暗，這個長度因顏色而異」。


楊氏對此進行了實驗，他在百葉窗上開了一個小洞，然後用厚紙片蓋住，再在紙片上戳一個很小的洞。讓光線透過，並用一面鏡子反射透過的光線。然後他用一個厚約1/30英寸的紙片把這束光從中間分成兩束，結果看到了相交的光線和陰影。這說明兩束光線可以像波一樣相互幹涉。這就是著名的「楊氏幹涉實驗」。

 

楊氏實驗是物理學史上一個非常著名的實驗，楊氏以一種非常巧妙的方法獲得了兩束相干光，觀察到了幹涉條紋。他第一次以明確的形式提出了光波疊加的原理，並以光的波動性解釋了幹涉現象。隨著光學的發展，人們至今仍能從中提取出很多重要概念和新的認識。無論是經典光學還是近代光學，楊氏實驗的意義都是十分重大的。


愛因斯坦(1879—1955)指出：光的波動說的成功，在牛頓物理學體系上打開了第一道缺口，揭開了現今所謂的場物理學的第一章。這個試驗也為一個世紀後量子學說的創立起到了至關重要的作用。

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