¿Qué significa la dualidad onda-partícula de la luz? Introducción a la dualidad onda-partícula de la luz siempre se ha considerado la sustancia más pequeña. Aunque es la sustancia más especial, se puede decir que explorar la naturaleza de la luz equivale a explorar la naturaleza de la materia. Históricamente, toda la física giraba en torno a si la materia era una onda o una partícula. \x0d \ , efectos químicos y fisiológicos, etc.) y la aplicación de la óptica en la ciencia y la tecnología. Primero familiarícese con los conocimientos básicos sobre la luz. \x0d\ \x0d\La dualidad onda-partícula de la luz simplemente significa que la luz tiene tanto las características de las ondas como las de las partículas\x0d\ \x0d\Edit Las dos hipótesis propuestas por Descartes en este párrafo. En el proceso de investigación popular sobre óptica física, la naturaleza de la luz y el color de la luz se convierten en el centro de atención. Respecto a la naturaleza de la luz, Descartes formuló dos postulados en la Óptica de la Refracción, uno de los tres apéndices de su Metodología. Una hipótesis sostiene que la luz es una sustancia parecida a una partícula; otra hipótesis sostiene que la luz es una presión mediada por "éter". Aunque Descartes puso más énfasis en la influencia y acción del medio sobre la luz, sus dos hipótesis han allanado el camino para los debates posteriores sobre la teoría de partículas y la teoría de ondas. \x0d\ grimma descubrió por primera vez el fenómeno de difracción de la luz. A mediados del siglo XVII, la óptica física se desarrolló aún más. En 1655, Grimma Di, profesora de matemáticas de la Universidad de Bolonia, descubrió por primera vez el fenómeno de la difracción de la luz mientras observaba la sombra de un pequeño palo colocado en un haz de luz. Basándose en esto, especuló que la luz podría ser un fluido similar a las ondas del agua. \x0d\ \x0d\ Grimma diseñó un experimento: dejar pasar un rayo de luz a través de un pequeño agujero e iluminar una pantalla en una habitación oscura. Descubrió que después de que la luz pasaba a través del pequeño agujero, la luz y la sombra se hacían significativamente más amplias. Grimma realizó más experimentos. Dejó que un rayo de luz pasara a través de dos pequeños agujeros y brillara en la pantalla del cuarto oscuro, y luego obtuvo una imagen con franjas claras y oscuras. Creía que este fenómeno era muy similar a las ondas del agua y concluyó que la luz es un fluido que puede moverse en ondas, y los diferentes colores de la luz son el resultado de diferentes frecuencias de ondas. Grimma fue la primera persona en proponer el concepto de "difracción de la luz" y el primer defensor de la teoría ondulatoria de la luz. Boyle propuso en 1663 el efecto de la luz de colores que brilla sobre los objetos. El científico británico Boyle propuso que el color de un objeto no es la naturaleza del objeto en sí, sino el efecto de la luz que incide sobre él. Documentó por primera vez rayas de colores en pompas de jabón y esferas de vidrio. Este hallazgo coincide con la afirmación de Grimma y sentó las bases para investigaciones posteriores. \x0d\Hooke propuso que "la luz es una onda longitudinal del éter". Poco después, el físico británico Hooke repitió el experimento de Grimm y propuso la hipótesis de que "la luz es una onda longitudinal del éter" observando el color de la película de las pompas de jabón. Partiendo de esta suposición, Hooke también creía que el color de la luz está determinado por su frecuencia. \x0d\Newton utilizó la teoría de partículas para explicar la teoría del color de la luz. Pero en 1672, el gran Newton habló de su experimento de dispersión de la luz en su artículo "Una nueva teoría de la luz y el color": deja que la luz del sol pase a través de un pequeño agujero y brille sobre el prisma de la habitación oscura, y obtendrás la luz. en la pared opuesta. Un espectro de colores. Creía que la recombinación y descomposición de la luz era como partículas de diferentes colores que se mezclaban y separaban. En este artículo, utilizó la teoría de partículas para elaborar la teoría del color de la luz. El primer debate entre la teoría ondulatoria y la teoría de partículas se inició con la mecha "el color de la luz". A partir de entonces, se produjo un largo y acalorado debate entre Hooke y Newton. \ x0d \ x0d \ 1672 El 6 de febrero, el Comité de Revisión de la Royal Society, presidido por Hooke y compuesto por Hooke y Boyle, básicamente tuvo una actitud negativa hacia el artículo de Newton "Un nuevo tratado sobre la luz y el color". Newton no negó completamente la teoría ondulatoria al principio, ni apoyó la teoría de las partículas. Pero después del debate, Newton refutó la teoría ondulatoria de Hooke en muchos artículos. Dado que Newton y Hooke no formaron una teoría completa en ese momento, el debate entre la teoría ondulatoria y la teoría de partículas no se desarrolló completamente. Pero eso es lo que es el argumento científico. Una vez que aparezcan, deberíamos llegar al fondo del asunto. \x0d\Huygens propuso una teoría ondulatoria teórica relativamente completa. El famoso astrónomo, físico y matemático holandés Huygens heredó y mejoró las ideas de Hooke. Huygens hizo importantes contribuciones en astronomía, física y ciencias técnicas en sus primeros años, y estudió sistemáticamente la óptica geométrica.

En 1666, Huygens fue invitado a la Academia de Ciencias de París y comenzó a estudiar óptica física. Mientras era académico, Huygens fue a Inglaterra y conoció a Newton en Cambridge. Se admiraban mucho e intercambiaban puntos de vista sobre la naturaleza de la luz. Sin embargo, en ese momento las opiniones de Huygens se inclinaban más hacia la teoría ondulatoria, por lo que él y Newton tenían diferencias. Fue esta diferencia la que inspiró la pasión de Huygens por la óptica física. Después de regresar a París, Huygens repitió los experimentos ópticos de Newton. Estudió cuidadosamente los experimentos ópticos de Newton y el primer experimento de Glinma, y ​​creía que había muchos fenómenos que no podían explicarse mediante la teoría de partículas. Por tanto, propuso una teoría ondulatoria relativamente completa. \ x0d \ x0d \Huygens creía que la luz es una onda mecánica; la onda de luz es una onda longitudinal que se propaga a través de un portador material, y el portador material que la propaga es el "éter"; cada punto de la superficie de la onda en sí es una fuente de onda; que provoca la vibración del medio. Según esta teoría, Huygens demostró las leyes de reflexión y refracción de la luz, y también explicó los fenómenos de difracción y birrefringencia de la luz y el famoso experimento del "Anillo de Newton". Si estas teorías no son fáciles de entender, Huygens citó un ejemplo de la vida real para refutar la teoría de las partículas. Si la luz está compuesta de partículas, durante la propagación de la luz inevitablemente habrá colisiones entre partículas, lo que inevitablemente conducirá a un cambio en la dirección de propagación de la luz. Pero ese no es el caso. \x0d\La teoría de partículas de Newton se fue estableciendo gradualmente. Mientras Huygens promovía activamente la teoría ondulatoria, la teoría de partículas de Newton se fue estableciendo gradualmente. Newton revisó y mejoró su obra óptica "Óptica". Basándose en varios experimentos, Newton propuso en "Óptica" dos razones para refutar a Huygens: en primer lugar, si la luz es una onda, debería poder sortear obstáculos y no producir sombras como las ondas sonoras. En segundo lugar, la birrefringencia de la piedra del continente helado. que la luz tiene diferentes propiedades en diferentes superficies y la teoría ondulatoria no puede explicar la razón. Por otro lado, Newton extendió su visión de las partículas materiales a toda la naturaleza y la integró con su sistema de mecánica de partículas, encontrando un fuerte respaldo para la teoría de partículas. \x0d\x0d\Para no tener más disputas con Hooke, la óptica se lanzó oficialmente en el segundo año después de la muerte de Hooke (1704). Pero para entonces Huygens y Hooke habían muerto, y Bo dijo que nadie estaba peleando. Newton se convirtió en una generación incomparable de gigantes científicos en ese momento debido a su enorme contribución a la comunidad científica. A medida que la reputación de Newton crecía, la gente adoraba sus teorías, repetía sus experimentos y creía en las mismas conclusiones que él. A lo largo del siglo XVIII, pocos cuestionaron las partículas y pocos realizaron más investigaciones sobre la naturaleza de la luz. Thomas Young propuso el concepto y la ley de la interferencia de la luz. A finales del siglo XVIII, bajo la influencia de la filosofía natural alemana, la mente de las personas se fue liberando gradualmente. El famoso físico británico Thomas Young empezó a dudar de la teoría óptica de Newton. Basándose en algunos hechos experimentales, Yang escribió un artículo "Experimentos y problemas de luz y armonía" en 1800. En este artículo, Yang es relativamente ligero sobre las series armoniosas, porque cuando las dos se superponen, ambas se fortalecen o debilitan. Creía que la luz era una vibración elástica que se propagaba en la corriente de éter y señaló que la luz se propagaba en forma de ondas longitudinales. También señaló que los diferentes colores de luz y las diferentes frecuencias de sonido son similares. En 1801, Young llevó a cabo el famoso experimento de interferencia de la doble rendija. Las franjas blancas y negras en la pantalla blanca utilizada en el experimento demostraron el fenómeno de la interferencia de la luz, demostrando así que la luz es una onda. Ese mismo año, Yang publicó un artículo en el Philosophical Journal of the Royal Society, explicando el experimento del anillo de Newton y su propio experimento respectivamente, y propuso por primera vez el concepto y la ley de la interferencia de la luz. \ x0d \ x0d \ 1803 El artículo "Experimentos y cálculos de óptica física" escrito por Yang. Explicó además el fenómeno de la difracción de la luz basándose en la ley de interferencia de la luz, creyendo que la difracción es causada por la interferencia de haces directos y rayos reflejados. Pero como creía que la luz era una onda longitudinal, se encontró con muchos problemas en teoría. Su teoría fue duramente criticada por el político británico Brougham, calificándola de "ilógica", "absurda" y "inútil". \x0d \x0d \Aunque la teoría de Yang y sus posteriores refutaciones no recibieron suficiente atención o incluso fueron denigradas, su teoría despertó el interés de la escuela newtoniana por la investigación óptica. \x0d\El descubrimiento de la polarización de la luz y la ley de polarización En 1808, Laplace utilizó la teoría de partículas para analizar el fenómeno de birrefringencia de la luz y refutó la teoría ondulatoria de Young. \ x0d \ x0d \ En 1809, Marius descubrió la polarización de la luz en su experimento. Al estudiar más a fondo la polarización en la refracción simple de la luz, descubrió que la luz está parcialmente polarizada cuando se refracta. Huygens propuso una vez que la luz es una onda longitudinal y que las ondas longitudinales no pueden polarizarse de esta manera. Este hallazgo sirve como una fuerte evidencia contra la teoría ondulatoria.