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第92章 牛顿创立微积分（第1页）

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惠更斯说：“耍赖是不行的。”牛顿说：“那你说说为什么？会有环，而不是连续的？就是因为有波？”惠更斯说：“球形波面上的每一点都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络就是该时刻总的波动的波面。”牛顿说：“有点意思，然后呢？”惠更斯说：“介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的”牛顿说：“那也不见得会有环，这个环十分清晰，你说的各处波动的波动源头，不能分离的如此清晰。”惠更斯对牛顿说：“光的直线传播、反射、折射等都能以此来进行较好的解释。此外，惠更斯原理还可解释晶体的双折射现象。”牛顿说：“但用它不能解释衍射现象，而且还会导致有倒退波的存在，而这显然是不存在的。”惠更斯说：“次波假设不涉及波的时空周期特性——波长，振幅和位相，虽然能说明波在障碍物后面拐弯偏离直线传播的现象。”牛顿说：“衍射是始终无法正常解释。有明暗相间的条纹出现，表明各点的振幅大小不等，你能说清这是为什么？”惠更斯说：“你也说不清，粒子也不可能形成牛顿环。需要能够定量计算光所到达的空间范围内任何一点的振幅，才能更精确地解释衍射现象。”后来，菲涅耳在惠更斯原理的基础上，补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“次波相干叠加”的原理，从而发展成为惠更斯—菲涅耳原理。这个原理的内容表述如下：面积元ds所发出的各次波的振幅和相位满足下面四个假设：（1）在波动理论中，波面是一个等相位面。因而可以认为ds面上各点所发出的所有次波都有相同的初位相（可令其为零）。（2）次波在p点处所引起的振动的振幅与r成反比。这相当于表明次波是球面波。（3）从面元ds所发次波在p处的振幅正比于ds的面积，且与倾角θ有关，其中θ为ds的法线n与ds到p点的连线r之间的夹角，即从ds发出的次波到达p点时的振幅随θ的增大而减小（倾斜因数）。（4）次波在p点处的位相，由光程nr决定。两个人闹矛盾后，牛顿和惠更斯直接的学术很多都是矛盾的。光是什么样的东西组成的，牛顿和惠更斯的看法就不一样。牛顿认为光是颗粒一样的东西组成的，叫光子。而惠更斯认为光像水一样是一种波，无法分成正常的粒子。两者直接弄得不可开交，但是几百年后，这却成为了人类争论的最大焦点。因为双方说得都有道理，光子既是粒子，又是波，光有波粒二象性。通过做实验，光有正常机械波的干射和衍射现象，但是光子也有粒子性。这已经不是牛顿和惠更斯意气争论的小事了，这是一个物理学与哲学的一件重大事件。而且由此引发了一连串重要的物理革命，到今天依旧在进行着。

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