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如何论证使石油裂化管波动说

发表时间:2020-10-07 14:37:11

  当石油裂化管直线传播的和被反射回来的光束,同时通过或单独通过个或几个有限的或无限的物体的界面附近时,同时要考虑到这些物体之间的距离和它们到光源的距离,在这种条件下,利用精确的实验来确定这些光线的全部衍射效应,从这些实验中,用数学归纳法推导出光线通过物体附近时所发生的运动情况和效应担任竞赛评比委员的有毕奥、拉普拉斯、泊松、阿喇果、盖萨克。前三位学者都是光的微粒说的积极拥护者,他们本意希望征得个微粒说支持者,将此学说更加完善。所以,竞赛题目的全部表达方式,都是从这个观点出发设置的。如拉普拉斯就希望把双折射的机理看成是在晶体中当距离极小时有作用于光粒子的力的存在。然而,出人意料的是波动说的主张者菲涅耳取得全票,成为竞赛的优胜者竟赛胜利者所建立的图像假定光是一种横向振动,即光的振动方向与光的传播方向垂直。其实质是以惠更斯光波的原理同干涉原理相结合为基础的。

  石油裂化管波前的每一点都成为新波的波源,它们相互之间是彼此相干的,而每一点的干涉结果是不同的。如果波前一部分终止在某些障碍物上,则需要考虑所有其余的波合成的作用结果在最简单的情况下,计算合成场并不复杂。这种场是建立在菲涅耳积分的数值计算之上的。对于非球面波或者形状复杂的障碍物,进行计算是相当复杂的。菲涅耳却做出了无懈可击的逻辑论证、数学推理。而且,精确的实验证实了这些光线的全部行射效应。用波动说预言衍射现象(效应)就像用万有引力理论预言天体运动一样精确。菲涅耳一下子就解释了在光的直线传播和光能在某些情况下又发生偏转之间的表面上的矛盾。他论文答辩明确地指出所有已知的光学现象都可以根据光的横波的假设予以解释。

  他的论证使石油裂化管波动说反对者的评委毕奥也不得不说:“从这样的观点出发菲涅耳能特别严格地把所有衍射情况引到一个统一的观点,并用公式把它们概括起来,从而把它们之间的相互关系永远地确定了。”评委泊松在验证菲涅耳的理论时发现,当把它用于圆盘障碍物的衍射时,根据菲涅耳的理论计算,将导致一个看来离奇的结论在圆盘投射到屏幕的阴影中心应观察到相当长的增强的亮区这是很难使人相信和接受的。但为此安排的实验,使人们在圆盘中心的确观察到了亮斑。这样,波动说不仅解释了提出质疑的实验事实,还对新的事实做出了预言菲涅耳所以取得优胜绝非偶然。1815年在他的《光的辐射》文章中向巴黎科学院提出,他所观察到的从细小的狭缝中射出的光束投射到铁丝上形成影子里所看到的衍射条纹,即衍射效应。并指出,实验中只要遮住铁丝单侧的光,条纹就会消失,他确信条纹效应必须有两根相交的光束才能形成。


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