百年探索光的本质(3)

  在另一端,电磁波的波长也可以远远超出红外波段,其波长达到1厘米甚至是数千公里。这样的电磁波拥有一些我们非常熟悉的名字:微波和无线电波。当然,对于普通的民众来说,他们收听广播电台的无线电波竟然和光本质上是同一类东西,这一事实会让他们觉得难以理解。

  古尔利马基斯表示:“从物理学的角度来看,无线电波和可见光之间并没有什么区别。描述它们的方程式和数学方式是完全一样的。”事实上,正是因为我们的日常语言中给予了它们不同的名字,才造成似乎两者是有差异的这种错觉。

牛顿注意到,光在镜面间遵循严格的入射和反射路径,他意识到这是粒子流的特点

光的双缝实验以及得到的明暗干涉条纹。这一著名实验证明光具有波的性质

  这样,我们对于光就有了另外一种定义——它是电磁波中非常窄的一个波段范围,也就是我们人眼能够感知到的电磁波波段范围。换句话说,我们所谓的“光”其实是一个非常主观的概念:只有我们看得到的电磁波才是光,我们看不到的就不是。而要想知道我们对于光的概念是多么主观,让我们再次回到彩虹的话题,

  我们中的大多数人都知道彩虹有7种主要颜色,即所谓赤橙黄绿青蓝紫,在不同文化中,我们都创造出一些小口诀甚至歌曲来帮助我们记住这些颜色。当你观察清晰呈现的彩虹,你或许会让自己确信,的确存在这样的七种不同颜色。然而,当年的牛顿却发现自己难以看到全部这7种颜色。

  事实上,研究人员现在倾向于认为,之所以牛顿将光线分成了7种不同的颜色,仅仅是因为“7”这个数字在西方文化中占有特殊地位,如七声音阶,以及一周内的天数。而麦克斯韦的工作则带领我们完全超越了这一高度,证明了可见光只是更宽广尺度上电磁波的一部分。这基本上可以说是最终解答了光的本质问题。

通过狭缝之后,原本平行的光线变成类似水波的形态

  是粒子还是波?

  但在另一个方面,科学家们数百年来也一直致力于想要弄清楚,从最基础的层面上,光究竟是以何种方式存在并传播的?

  一部分科学家认为光的形式有点类似波或水里的波纹,它可能是借助空气或是另一种难以捉摸的神秘物质“以太”来进行传播的。但另外一些科学家则认为这种看法是错误的,他们指出,光应当是一束粒子流。

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