史上最美的物理實(shí)驗(yàn)——楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

史上最美的物理實(shí)驗(yàn)
——楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

徐力遙

(南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院，江蘇南京210097)

托馬斯·楊(Thomas Young，1773～1829)英國物理學(xué)家，醫(yī)生。

光的本性早在古希臘時(shí)代就成為先賢們爭辯的課題， 17世紀(jì)以來微粒說和波動(dòng)說的爭論成為光學(xué)發(fā)展中的主線，由于牛頓在物理界中的威望以及波動(dòng)說的不完善，使光的微粒說在17、18兩個(gè)世紀(jì)占統(tǒng)治地位。

19世紀(jì)初光的波動(dòng)說迎來了復(fù)興，這首先要?dú)w功于英國科學(xué)家托馬斯·楊。1800年他提出可把光看成是類比成聲音那樣的波動(dòng)，根據(jù)水波的迭加現(xiàn)象，認(rèn)為在聲波疊加的情況下，也會(huì)產(chǎn)生聲音的加強(qiáng)和減弱，并首先提出“干涉”的術(shù)語。

1801年托馬斯·楊把“干涉”引入到光學(xué)領(lǐng)域，提出了著名的干涉原理：“同一束光的兩個(gè)不同部分，以不同的路徑要么完全一樣地，要么在方向上十分接近地進(jìn)入眼睛，在光線光程差是某個(gè)長度的整數(shù)倍的地方，光就增強(qiáng)，而在干涉區(qū)域的中間部分，光將最強(qiáng)。對(duì)于不同顏色的光束來說，這個(gè)長度是不同的?！?/p>

圖1

為了驗(yàn)證自己的理論，托馬斯·楊做了著名的楊氏干涉實(shí)驗(yàn)，如圖1所示，他把光照射在開有狹縫S的不透明的遮光板上，以通過狹縫的光作為光源，在光源后面放置另一塊開有兩個(gè)靠近且平行的狹縫S1、S2的不透明遮光板，并用白布屏接收透過的光。結(jié)果屏上在兩束光交迭區(qū)出現(xiàn)一系列亮暗相間的條紋， 這說明兩束光線可以像波一樣相互干涉。

托馬斯·楊發(fā)展了光的波動(dòng)理論，使之置于堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)光的干涉和衍射都作出了正確的解釋。

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