第一百零八章 惠更斯原理（光學(xué)）

　　惠更斯說：“耍賴是不行的。”

　　牛頓說：“那你說說為什么？會有環(huán)，而不是連續(xù)的？就是因?yàn)橛胁?？?p>　　惠更斯說：“球形波面上的每一點(diǎn)都是一個(gè)次級球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級波的波速和頻率，此后每一時(shí)刻的子波波面的包絡(luò)就是該時(shí)刻總的波動的波面?！?p>　　牛頓說：“有點(diǎn)意思，然后呢？”

　　惠更斯說：“介質(zhì)中任一處的波動狀態(tài)是由各處的波動決定的”

　　牛頓說：“那也不見得會有環(huán)，這個(gè)環(huán)十分清晰，你說的各處波動的波動源頭，不能分離的如此清晰。”

　　惠更斯對牛頓說：“光的直線傳播、反射、折射等都能以此來進(jìn)行較好的解釋。此外，惠更斯原理還可解釋晶體的雙折射現(xiàn)象。”

　　牛頓說：“但用它不能解釋衍射現(xiàn)象，而且還會導(dǎo)致有倒退波的存在，而這顯然是不存在的?！?p>　　惠更斯說：“次波假設(shè)不涉及波的時(shí)空周期特性——波長，振幅和位相，雖然能說明波在障礙物后面拐彎偏離直線傳播的現(xiàn)象?！?p>　　牛頓說：“衍射是始終無法正常解釋。有明暗相間的條紋出現(xiàn)，表明各點(diǎn)的振幅大小不等，你能說清這是為什么？”

　　惠更斯說：“你也說不清，粒子也不可能形成牛頓環(huán)。需要能夠定量計(jì)算光所到達(dá)的空間范圍內(nèi)任何一點(diǎn)的振幅，才能更精確地解釋衍射現(xiàn)象。”

　　后來，菲涅耳在惠更斯原理的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了描述次波的基本特征——相位和振幅的定量表示式，并增加了“次波相干疊加”的原理，從而發(fā)展成為惠更斯—菲涅耳原理。這個(gè)原理的內(nèi)容表述如下：

　　面積元dS所發(fā)出的各次波的振幅和相位滿足下面四個(gè)假設(shè)：

　　(1)在波動理論中，波面是一個(gè)等相位面。因而可以認(rèn)為dS面上各點(diǎn)所發(fā)出的所有次波都有相同的初位相(可令其為零)。

　　(2)次波在P點(diǎn)處所引起的振動的振幅與r成反比。這相當(dāng)于表明次波是球面波。

　　(3)從面元dS所發(fā)次波在P處的振幅正比于dS的面積，且與傾角θ有關(guān)，其中θ為dS的法線N與dS到P點(diǎn)的連線r之間的夾角，即從dS發(fā)出的次波到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的振幅隨θ的增大而減小(傾斜因數(shù))。

　　(4)次波在P點(diǎn)處的位相，由光程nr決定。

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　　兩個(gè)人鬧矛盾后，牛頓和惠更斯直接的學(xué)術(shù)很多都是矛盾的。

　　光是什么樣的東西組成的，牛頓和惠更斯的看法就不一樣。

　　牛頓認(rèn)為光是顆粒一樣的東西組成的，叫光子。而惠更斯認(rèn)為光像水一樣是一種波，無法分成正常的粒子。

　　兩者直接弄得不可開交，但是幾百年后，這卻成為了人類爭論的最大焦點(diǎn)。

　　因?yàn)殡p方說得都有道理，光子既是粒子，又是波，光有波粒二象性。

　　通過做實(shí)驗(yàn)，光有正常機(jī)械波的干射和衍射現(xiàn)象，但是光子也有粒子性。

　　這已經(jīng)不是牛頓和惠更斯意氣爭論的小事了，這是一個(gè)物理學(xué)與哲學(xué)的一件重大事件。

　　而且由此引發(fā)了一連串重要的物理革命，到今天依舊在進(jìn)行著。