光的粒子說與波動說

物理學史上關於光本質的兩大對立學說:牛頓主張光是粒子,海更士主張光是波動。這場爭論延續了數百年,最終在二十世紀以光的波粒二象性統一。

背景知識

無特別前置知識需求,為光學入門概念。

詳細說明

粒子說牛頓,1642-1727):

  • 從力學觀點出發,認為光是由微粒組成
  • 能解釋光的直進、反射定律和折射定律
  • 預測光從空氣進入水中,光速會加快

波動說海更士,1629-1695):

  • 認為光是一種波動
  • 同樣能解釋反射和折射定律
  • 預測光從空氣進入水中,光速會減慢

由於牛頓的巨大聲望,粒子說在十八世紀佔上風。直到 1801 年楊格的雙狹縫干涉實驗證實光有波動性,波動說才逐漸被接受。1850 年佛科測得光在水中的速率較在空氣中為慢,波動說得到實證。

常見錯誤

此段為 LLM 增強內容,教材原文未提及。

  1. 錯誤認知:粒子說無法解釋任何光學現象
    • 正確理解:粒子說能解釋光的直進、反射和折射,只是無法解釋干涉和繞射
  2. 易混淆概念:波動說完全勝出

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