光的波粒二象性

作者: 马志楠 | 来源:发表于2018-09-16 19:45 被阅读94次

    导读:一直想试试在没有不协调的语感下,用文言文描述科学和外国人名。所以写了这个,练练笔。如果有知识性错误请公众号消息告知我,多谢啦!

    依旧前面文言,后面白话。



    光的波粒二象性(文言版)

    一六六五年,英国兴鼠患,疫作于伦敦。牛顿自剑桥归,避疫家中,无事,裁微窦幕上,光因之以入,若一径。置棱镜径中,解为七色,皆异路。牛顿遂知光杂之而白,触棱镜而分。光之为物,人因之以见万物也。其发则径行,返于目则为色,牛顿由是鉴为微粒。惠更斯闻之不与。微粒相迩而遇者,则相击以抵,今试之光则不验,光相遇则合,七色相得而白,固难言之微粒。况光贯隙则衍而播,亦波之类也。后之学者遂或云微粒,或云波。

    复百年而有麦克斯韦。时已知电场变而为磁,磁变亦为电。麦克斯韦思电磁之事久焉,乃拟四式以象之,演而得波,其速甚合于光,麦克斯韦不意而惊,遂知光定为波,其实电磁也。麦克斯韦言之既备,学者皆与焉。又数十年,方始觉兼波粒而得也。

    赫兹尝使光击金质,而电子出焉。其能倚光频而高低之,人不之解。后普朗克言量子,爱因斯坦继之以明光电之事。电子之出也,其能受之于光也,光之行以波,而授能以微粒。故其性兼波粒而有之。德布罗意广之于众物,遂为物质波,而光之性已明矣。

    科学者,百试之学也。人有所见于自然,不得其理,乃因科学以明之。及新有所遇,或惑而难解,论起千百而无为定者。及其定,亦非一人之功,累世之相推也,人亦由是而智。人日见光,数百年始知其性,难矣。思之以记。

    光的波粒二象性(白话版)

    一六六五年,英国发生了鼠患,在伦敦鼠疫大兴。牛顿从剑桥回家,躲避瘟疫。无事之时在帘幕上裁了一个小孔,光顺着小孔而进入屋内,呈现一条光径。把棱镜放在这条径上,光便分解为七色。牛顿于是知道白光是由不同颜色的光相掺杂而成的,当接触棱镜后便分为不同的颜色。人能看见事物是因为有光。光是直线传播,碰到物体返回到人眼,便成了人眼中的颜色。所以牛顿把光鉴定为微粒。惠更斯听了牛顿的学说并不赞同。假设微粒在很近的地方相碰,会相互抵触,但是在光中并没有发现这种现象。光相遇就合在一起,并不会碰撞导致偏折,七种光掺杂变成白光,用微粒难以解释光不碰撞的现象,而且光穿过缝隙会发生衍射,属于波。后来的学者有人说是微粒,有人说是波。

    又过了一百年左右,麦克斯韦对光进行了研究。当时已经知道电场变化会产生磁场,磁场变化又会产生电场。麦克斯韦思对电磁进行了长时间的深入研究,给出了四个公式来描述电磁的规律。推导这些公式能够得到一种波,而这种波的速度等于光速,麦克斯韦起初也没有料到,所以感到很惊讶,便知道光肯定是波,其实质是电磁波。麦克斯韦的理论很完备,受到了科学界的广泛承认。在过了数十年后,人们才发现光是波性粒性兼有的。

    赫兹曾做实验,用一定频率以上的光照射金属,金属会发射电子。电子的能量与光的频率高低有关,当时的理论不能解释这个现象。后来普朗克提出了量子理论,爱因斯坦根据这个理论解释了光电效应。电子能发射出来,是接受了光的能量,光在传播的时候具有波性,而传递能量的时候具有粒子性。所以说光有波粒二象性。之后德布罗意推广这个思想到了物质层面,即为物质波,这时光的本性已经阐明了。

    科学是一种不断尝试的学问。人们在自然中观察到一些现象,但是不明白其背后的原因,于是凭借科学来解释并自然。每当有新的发现,人们总是疑惑,原有的理论有时难以解释,于是出现很多新的理论,然而这时候还没有定论。最终发展到有了定论的时候,也并不是一个人的研究成果,往往是好几代科学家推演出来的,而人类也在这个过程中变得越来越有智慧。人们每天都看见光,但是花了几百年才明白光的本性,并非容易的过程。想到这里,写了这篇文章。

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