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摘 要

关于光的本质是波动还是粒子之间的争论是从十七世纪初笛卡尔提出的两点假说开始的，直到二十世纪初以光的波粒二象性告终，即光既具有波动特征又具有粒子特征。牛顿、胡克、惠更斯、托马斯·杨、菲涅尔等多位著名的科学家都是这一争论中的代表人物。光的波粒二象性地提出与确立历经曲折，科学家们为其证实过程付出了巨大努力，正是他们的努力揭开了遮盖在“光的本质”外面那层扑朔迷离的面纱。

关键词: 波动性，粒子性，波动学说，粒子学说，波粒二象性

Abstract： Is the argument between fluctuation or the granule the early 17th century Cartesian from two hypotheses that proposed starts about the light essence, came to an end by the light wave-particle duality until the early 20th century, namely the light both had the fluctuation characteristic and has the granule characteristic. Newton、Hooke、Huygens、Thomas·Yang、Fresnel and so many famous scientists are the representative personage in this argument. The cognitive process of wave-particle duality of light is tortuous.Scientists have made great efforts to confirm it.Without their efforts, the essence of light does not be opened.

Keywords: wave characteristics, particle characteristics, wave theory, particles theory, wave-particle duality

目录

1 引言...........................................................3

2 人类对光的早期认识.............................................4

3 光的波动性和粒子性之争.........................................4

3.1 波动说和微粒说的第一次交锋...................................4

3.2 波动说和微粒说的第二次交锋...................................5

3.3 波动说和微粒说的第三次交锋...................................6

4 光本质的确立...................................................7

结论.............................................................9

参考文献........................................................10

致谢............................................................11

1 引言

人类生活在“光”的世界里。很难想象，没有光明，世界漆黑一片，人类还能生存吗？所以对“光”的研究既是必然，又是必需。

早在两千多年前，我国古代的先贤和古希腊的学者就已经对光进行研究，但对于光本质的探索却经历了一个漫长的过程。光的本质究竟是什么？是粒子还是波?历史上很多学者对这一问题进行过探索。随着伽利略近代物理学研究方法的确立，有关光学研究的各种实验开始涌现，过去零零散散的光学理论得以相互整合，于是对于光本质的认识成为光学理论发展过程中需要首先解决的问题。

那么光的本质到底是什么呢？这看起来似乎是很简单的问题，却从古到今一直被众多人所关注，特别是l7世纪后半叶至20世纪初，在这长达300多年的时间里众多位著名的科学家都在研究和争辩这个问题，历史上这场历时久远的学术大辩论，参与的人数之多，辩争之激烈，不仅在光学发展史上是绝无仅有的，而且在整个自然科学发展史上也是极为罕见的。

在光学发展史上，人类对光的本质的认识，一共经历了四次争论，这四次争论的焦点就是笛卡尔在《方法论》的三个附录之一“折光学”中提出的两点假说，光到底是粒子的运动还是波在介质中的传递。正是这场争论，推动了科学的发展，并促进了20世纪物理学的重大成就——量子力学的诞生。

自17世纪起，欧洲的科学家对于光是粒子的还是波，展开了长达300多年的研究和讨论，科学家们依据不同的学说对光的干涉、衍射和偏振等等现象提出种种不同的解释。这些研究和探讨逐步加深了人们对光的本质的认识，推动了物理光学的发展。最终，人们终于认识到光不仅是粒子也是电磁波，即光具有波粒二象性。

在刚刚踏入20世纪的时候，开尔文就曾说过“动力学理论认为，热和光都是运动的方式，现在这一理论的优美和明晰，正被两朵乌云笼罩着。”

20世纪初，许多物理学家通过种种努力拨开了这两朵笼罩在经典物理学上空的乌云，导致了相对论、量子力学和现代物理学的诞生。也使我们认识到光的本质既不是波动性也不是粒子性，而是波动性与粒子性两者的统一，也就是说光不仅仅是波动的同时也是粒子的，光具有波粒二象性。

经过这场长达300多年时间的学术大争论，人们在使用光学仪器的进行实践探索中对光现象有了更深的认识，同时也极大地推动了现代物理学和现代科学技术前沿阵地的发展。今天我们来回顾这些认识和探索的曲折过程，体验先辈们在实践中探索追求真理的艰难历程，也许对我们会有所启迪。

2 人类关于光的早期认识

人类对于客观世界的认识，首先依赖于人类身体的感知，比如，视觉。可以说，人类感知到的外部世界的整个知识中，绝大部分依赖于视觉器官，眼睛。现在我们知道，视觉的感知，是由光实现的。但远古时期的人类，例如古希腊人天真的以为，眼睛看见东西是因眼睛发出某种触须去触碰东西;又如，汉语中也存在目光，视线这样的词语。 

在我国古代与古希腊，逐渐形成了到现在依然正确的一些概念，诸如光是从某些物体发出或被某些物体反射，而被我们的眼睛看见的。人类文明史上最早对光学现象进行记载，可能是我国战国时期（公元前475-前221年）墨翟和他弟子们所著的《墨经》中。其中论及影的定义与生成；光与影的关系；光的直线传播；光的反射现象；物体阴影大小与光源距离的关系；平面凹面与凸面反射镜的成像等。

亚里士多德首先对眼睛向物体发出视线的说法产生疑问并进行分析研究，提出一种一直影响到17世纪的光的理论。流传下来的欧几里得的《光学》与《反射光学》从定义出发，给出的反射定律可能是人类在光学领域中发现的第一个定量的定律。

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