牛頓在光學上的學說-光的折射

光的微粒說及波動說

1.       微粒說：牛頓在十七世紀中葉提出光的微粒說，

認為光是由具有完全彈性的微粒所組成，可穿過透明的物質，這個學說可以很簡單解釋光的反射定律。

2.       牛頓對光的折射現(xiàn)象也有所解釋，他運用微粒說說明如下：光從空氣中進行到水面時，受到水面較強的引力，使得光粒子獲得向下的衝量，這個衝量使得垂直方向的速度分量v┴增加（整體速度也增加），所以很理所當然的解釋了光的折射現(xiàn)象，按照上述的理論，光在水中的速度會大于空氣中的速度。

在牛頓時期，海更士以波動理論來說明光的反射及折射現(xiàn)象，雖然可以解釋，但是卻無法解釋光為什么總是沿著直線前進，并且遇到物體會產(chǎn)生影子，所以牛頓反對光的波動說。

3.       波動說：早在1500年時達文西便提到光的繞射，后來格理馬迪作實驗證明光的繞射現(xiàn)象，只是都不受承認及重視，直到1801年楊格發(fā)現(xiàn)光的干涉現(xiàn)象，繞射及干涉是波動學說中重要的部分，并且只有波才能產(chǎn)生繞射及干涉，粒子是不會產(chǎn)生這些現(xiàn)象的，直到富可測出水中的光速小于空氣時，牛頓的粒子說便受到動搖。

直到1864年馬克士威建立電磁場的數(shù)學理論，推算出電磁波在真空中的速度和光速相等，并且由赫茲實驗產(chǎn)生電磁波，證明電磁波具有反射、折射、聚焦、偏振等光的特性，于是確立的光的波動理論是正確的。

但是并非光的粒子說就此瓦解，直到近代物理部分發(fā)現(xiàn)，光的某些現(xiàn)象運用波動說卻完全無法解釋，唯有粒子說才能說明，于是光的二相性便為大家普遍接受了。

 楊格雙狹縫干涉實驗

首先經(jīng)由楊格的實驗中我們觀察到干涉的條紋，實驗的方式是由一個單色光束穿過兩個非�？拷�的狹縫，干涉的條紋是明暗均勻相間的條紋，這個現(xiàn)象由光的粒子學說是永遠無法解釋的，因為光如果是以粒子型態(tài)射向狹縫，應該不至于會出現(xiàn)明暗相間的條紋，所以必須以波的方式來解釋。