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第1章 容光焕发(第2页)

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因此,如果牛顿听说一个叫托马斯·杨的人在他死后70年的时候做了个实验,并得出了相反的结论,他一定会大吃一惊。

当然,这里指的是牛顿死后70年。

托马斯·杨在那个实验之后很少再亲自做实验。

天才的涟漪先生

托马斯·杨有着18世纪最杰出的头脑。

他破译了罗塞塔石碑,是第一个破译埃及象形文字的现代人,他可能因此而最为人熟知。

托马斯·杨也最早注意到人眼中的色觉感受器,他写过几本医书,会14种语言,能演奏12种乐器,并发展了现代弹性理论。

[5]

1803年,托马斯·杨的“双缝实验”

真正奠定了光波理论(非常刻意的双关(1))。

我们先回想一下波浪穿过池塘的情景。

想象一个有规律的脉冲波在平静的**表面移动,穿过了一个有狭缝的屏障,波平稳地移动到狭缝的另一侧,然后轻微地呈扇形散开—这个过程我们称为“衍射”

波之所以散开,是因为波边缘的能量消散在附近的水里。

从上往下看,我们得到了与下图相似的图案,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。

现在,我们试一下有两条狭缝的屏障。

同样的事情还是会发生,但这一次我们看到两条波同时衍射,最终在某个点相互叠加或相互抵消。

从上往下看是这样的:

在某些地方,你能看到波与波完美地叠加,一个波峰与另一个波峰相遇,在水面形成“大波峰”

在这些大波峰之间,有些地方的波是不同步的,波峰遇到了波谷,得到了不一样的效果。

在这些地方,波相互抵消,水面几乎没有任何波动。

如果我们在池塘的边缘放一块屏幕,混合后的波会冲击它,大波峰和相互抵消的波会交替出现。

从正面(而非从上往下)观察屏幕,波留下的图案是这样的:

这里,我们看到的是双缝衍射后波的干涉效果,它形成了高强度与低强度交替的图案,这种现象我们称为波的“叠加”

托马斯·杨重复了这种叠加图案,只不过他使用的是光束而不是水。

点亮一根蜡烛,让烛光穿过墙上的双缝,托马斯·杨最终在探测屏上得到了明暗交替的斑马条纹,类似于水波混合留下的图案。

如果像牛顿坚称的那样光是由粒子构成的,那么当它从两个狭缝射入、击打在另一侧的墙壁上时,应该会形成一团“糨糊”

而我们实际得到的斑马条纹只能用一种方法解释:光是某种形式的波。

牛顿的反驳是影子具有清晰的边界,这仍然有一定的影响力,但此时他已经死了,一些人敢于质疑他的学说。

如果你非常仔细地观察影子的边界,的确会看到模糊的边缘:只是它们太小了,很容易被忽略。

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