【光的波动理论】光的波动说

　　荷兰物理学家惠更斯（Christian Hugeness，1629.4.14-1695.6.8）

　　1678年惠更斯向法国科学院提交了著作《光论》。在书中，惠更斯把光波假设为一纵波，推导和解释了光的直线传播、反射和折射定律，书中并末提到关于光谱分解为各种颜色的问题。惠更斯的光的波动理论是研究碰撞现象的一个直接结果，他认为光是一种问题冲量，他类似于球与球之间的冲量的传递，这一研究代表了光学研究中物理观念和数学观念的联合。

横波和纵波的区别图示：

惠更斯原理

　　波动说的复兴：

　　英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young,1773.6.13- 1829.5.10），

　　法国物理学家菲涅耳（Augustan Jean Fresnel,1788.5.10-1827.7.14）

　　托马斯·杨于1801年提出干涉理论。利用干涉观念成功解释了牛顿环，同时也成为第一个近似测定波长的人。在1807年出版的《自然哲学和机械工艺讲义》中对光的干涉再次作了解释。

　　菲涅耳设计一个实验：利用两个与小孔或不透明障碍物边缘都无关的小光源，用两块彼此接近180°角的平面金属镜，避开衍射，由反射光束来产生干涉现象。并运用大量工具进行数学运算，使实验数据与计算结果一致，被授予优胜奖。菲涅耳用波动说解释影子的存在和光的直线传播，并指出光的干涉现象和声音的干涉现象所以不同，是由于光的波长短得多。这一成功，为光的波动说增添了不少光辉。 泊松根据菲涅耳的计算结果，得出在一个圆片的阴影中心应当出现一个亮点，这是令人难以相信的，过去也从没看到过。但是菲涅耳的理论计算表明，当这个圆片的半径很小时，这个亮点才比较明显。经过实验验证，果真如此。菲涅耳荣获了这一届的科学奖，而后人却戏剧性地称这个亮点为泊松亮斑。

　　菲涅耳开创了光学的新阶段。他发展了惠更斯和托马斯·杨的波动理论，成为“物理光学的缔造者”。

起泊松亮斑还真是有第点儿意思。在经典物理学时期，关于光的本性有两种观点，即波动论和粒子论（当然现在已经知道其实是波粒二象性了）。而数学家泊松是坚定的粒子论者，他对光的波动说很不屑。我们知道，波是可以产生衍射的，于是泊松为了推翻光的波动说就用很严谨的数学方法计算，得出的结论是“假如光是一种波，那么光在照到一个尺寸适当的圆盘时，其后面的阴影中心会出现一个亮斑”这在当时看来是一个很可笑的结论，影子的中心应该是最暗的，如果光是波动的反而成了最亮的地方了。泊松自认为这个结论完全可以推翻光的波动说，然而物理学家菲涅尔的试验却使泊松大跌眼镜——事实的确如此，在阴影的中心就是有一个亮斑。
泊松本来想推翻光的波动说，结果反而又一次证明了光的波动性。由于圆盘衍射中的那个亮斑是由泊松最早证明计算出来的，所以叫做“泊松亮斑”
具体地来说就是：
泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中心出现的亮斑 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).

 
形成的原因是由于光的衍射，可以利用衍射公式来具体计算
1678年惠更斯向法国科学院提交了著作《光论》。在书中，惠更斯把光波假设为一横波，推导和解释了光的直线传播、反射和折射定律，书中并末提到关于光谱分解为各种颜色的问题。惠更斯的光的波动理论是研究碰撞现象的一个直接结果，他认为光是一种问题冲量，他类似于球与球之间的冲量的传递，这一研究代表了光学研究中物理观念和数学观念的联合。 波动说的复兴： 英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young,1773.6.13- 1829.5.10）， 法国物理学家菲涅耳（Augustan Jean Fresnel,1788.5.10-1827.7.14） 托马斯·杨于1801年提出干涉理论。利用干涉观念成功解释了牛顿环，同时也成为第一个近似测定波长的人。在1807年出版的《自然哲学和机械工艺讲义》中对光的干涉再次作了解释。 菲涅耳设计一个实验：利用两个与小孔或不透明障碍物边缘都无关的小光源，用两块彼此接近180°角的平面金属镜，避开衍射，由反射光束来产生干涉现象。并运用大量工具进行数学运算，使实验数据与计算结果一致，被授予优胜奖。菲涅耳用波动说解释影子的存在和光的直线传播，并指出光的干涉现象和声音的干涉现象所以不同，是由于光的波长短得多。这一成功，为光的波动说增添了不少光辉。 泊松根据菲涅耳的计算结果，得出在一个圆片的阴影中心应当出现一个亮点，这是令人难以相信的，过去也从没看到过。但是菲涅耳的理论计算表明，当这个圆片的半径很小时，这个亮点才比较明显。经过实验验证，果真如此。菲涅耳荣获了这一届的科学奖，而后人却戏剧性地称这个亮点为泊松亮斑。 菲涅耳开创了光学的新阶段。他发展了惠更斯和托马斯·杨的波动理论，成为“物理光学的缔造者”。