光是什么东西?

光是什么？

罗西书

一.远古时期的光现象

光是人类最早认识的自然现象。光学也是物理学最早得到发展的学科之一。远在周朝，我国劳动人民用铜凹镜取火，用铜锡合金制成的镜子照人。公元前400年，《墨经》中，记载了光的直线传播，平面镜、凸面镜和凹面镜成像。宋朝，沈括在《梦溪笔谈》中对小孔成像，凸面镜和凹面镜成像，凹面镜的焦点作了详细的叙述。古希腊和古埃及对光学的研究也作出重要的贡献。十七世纪初，荷兰物理学家李普塞、伽利略和开普勒创造了用于天文观测的望远镜（对掌握研究行星运动规律起了决定性作用）1621年，斯涅耳发现了光传播到两种介质面时，光线传播方向发生改变的光的折射定律。

以上是人类对光的直线传播、反射和折射现象的认识、应用。在此基础上人类不难提出光是什么的疑问。从此，人类对光的研究进入了光的本性研究的时代。

二.光的本性

1.早期的牛顿微粒说：

牛顿根据光的直线传播现象提出，光是从光源飞出来的微粒，在真空或均匀物质内由于惯性而作匀速直线运动。但，他将这些粒子跟实物粒子等同。在牛顿的微粒说的基础上，很容易解释光的直线传播，光的反射和折射现象。但微粒说却不能解释几束光交叉相遇后彼此毫无防碍地继续传播。因为宏观现象中任何两个实物都会改变其运动状态。可见，微粒说能成功地解释一些光现象，但不能解释所有的光现象。光究竟是什么？

2.早期的惠更斯的波动说

惠更斯反对牛顿的微粒说。根据声和光的某些现象的相似性，提出光是一种波。但，他将光波跟机械波等同。惠更斯的光波动说能解释光的反射、折射现象，尤其能解释微粒说不能解释的光照射到两种介质交界面处同时发生的反射、折射现象和几束光交叉相遇后毫无防碍地继续传播。因为，这些波的现象是人类已经认识的波特具有的现象。但，波动说却不能解释光的直进现象。可见，波动说能成功解释许多光现象，但不能解释所有的光现象。

光究竟是什么？牛顿的微粒说理论是否完善？什么样的实验能有力证明光是一种微粒？惠更斯的波动说理论是否完善？能否有实验有力证明光具有波动性？十八世纪，关于光的本性的讨论实际没有解决。

3.光的波粒二象性的建立