登陆注册
5957300000017

第17章 向牛顿挑战的神童托马斯

托马斯?杨(ThomasYoung,1773~1829)在物理学上的主要成就是发现了光的干涉现象。他是英国医生和物理学家,1773年6月13日诞生于英格兰米弗通的索末席特的一个虔诚的宗教徒家庭。

据说杨是个神童,智力过人,有惊人的记忆力。他在语言学习方面有特殊的才能,大约14岁就掌握了拉丁语、希腊语、意大利语等七八种外语。杨在中学时代就非常喜欢力学,成绩突出。17岁精读了牛顿的《自然哲学的数学原理》和《光学》两部经典著作。

杨的伯父是伦敦著名的医生,在伯父的影响下,杨中学毕业后在伦敦学医。1793年杨进入圣巴索洛缪医学院攻读医学。1795年到德国哥廷根大学留学,第二年获得哥廷根大学医学博士学位。1797年杨进入剑桥大学依玛诺学院工作。1799年在伦敦正式开业行医。1801年杨对色散现象作了研究,得到有关色散的理论公式。同年当选为英国伦敦皇家研究所的自然哲学教授。1802年杨当选为英国伦敦皇家学会秘书。1811年任圣乔治医院的主治医师。1817年任皇家度量衡委员会秘书。

从牛顿时代起,就存在着光的微粒说和波动说之争,由于当时牛顿在学术界威望很高,大多数学者都支持牛顿的微粒说。18世纪末年,杨认真地把牛顿的微粒说和惠更斯的波动说作了比较,发现波动说在解释反射、折射的时候比微粒说更有说服力。

1796年杨在博士论文中提出声和光都是波的振动的看法,还认为颜色就像不同频率的声波那样,是不同频率的光波。他在1800年发表的《论声光的实验和研究概要》一文中,勇敢地对牛顿的微粒说提出公开挑战:“尽管我仰慕牛顿的大名,但是我并不认为他是百无一失的。

我遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”在1802~1804年期间,他成功地做了著名的“双缝实验”,发现了光的干涉现象。

在这之前,也有学者根据水波干涉,猜想两束光如果是波的话会发生干涉,不过都没有做出成功的实验。杨分析了别人失败的原因,利用双狭缝使同一束光分成两束,结果成功了。杨在屏上观察到了明暗相间的干涉条纹。他还根据实验数据推算出极端红光的波长大约是三万六千分之一英寸,极端紫光的波长大约是六万分之一英寸。但是,杨的实验当时没有得到学术界应有的重视。

1818年法国物理学家菲涅耳对惠更斯学说加以发展,提出了波动的数学理论,请大数学家泊松(1781~1840)审阅。泊松经过计算,得出了当一束光通过小圆片的时候,在圆片影子的中心会出现亮斑的结论。泊松认为这个结论很荒唐,采取不相信菲涅耳理论的态度。菲涅耳不服,立即做实验,确实发现圆片影子的中央有一个小亮斑。后人称它是“泊松亮斑”。这时候人们又想起杨的双缝实验,它和泊松亮斑一起,令人信服地证明了光的波动学说的正确性。大约在1850年前后,光的波动说终于被学术界普遍接受,在同微粒说的争论中占了上风。

在光学方面,杨还在1801年引入叠加原理,把惠更斯的波动理论和牛顿的色彩理论结合起来,成功地解释了规则光栅产生的色彩现象。1803年,他又用波动理论解释了障碍物影子具有彩色毛边的现象。1820年杨用比较完善的波动理论对光的偏振作出了比较满意的解释,认为只要承认光波是横波,必然会产生偏振现象。杨不仅对人眼的色盲作出了正确的解释,而且建立了著名的三原色原理,认为一切色彩都可以用红、绿、蓝三种原色按一定的比例混合得到。

此外,杨还对物体的弹性、毛细现象、流体的内聚性、生理光学等课题进行了研究,取得了不少成就,其中比较突出的是他发现了弹性定律中用他名字命名的杨氏模量(弹性模量)。

同类推荐
  • 海洋知识趣味小百科

    海洋知识趣味小百科

    近几年来,科普的观念已出现了较大的变化,以前说到科普,主要是灌输讲解式的科学知识普及,但现在更需要的是“公众理解科学”科学传播的思想,强调科学家(或专家)与公众的平等、双向对话;强调交流科学精神、科学思想、科学方法、科学的社会作用;强调科普的文化性、娱乐性、时尚性、探奇性、情感、审美、体验性和可视性等特点。
  • 必知的战机舰艇

    必知的战机舰艇

    军事战争既有保卫和平反对侵略的正义战争,也有进行武力占领践踏正义的侵略战争,但不论什么战争,都具有极大的破坏性,我们都应当避免发生。军事人物既有和平的护卫者,也有发动战争的恶魔。无论是军事领袖,还是元帅将领或英雄,他们都是人类和平的守护神,是人类正义的化身和良知的体现,他们的聪明才智和大无畏的精神是人类宝贵的精神财富,我们必须不断学习和发扬,让其精神永垂不朽。军事历史是我们了解人类发展的主要窗口。军事与政治向来是相伴相随的,军事历史是政治历史的演绎,也是政治历史发展的高潮。
  • 飞碟追踪百科(科学探索百科)

    飞碟追踪百科(科学探索百科)

    人类社会和自然世界是那么丰富多彩,使我们对于那许许多多的难解之谜,不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它,勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异,达到了很高程度,但对于许多谜团还是难以圆满解答。人们都希望发现天机,破解无限的谜团。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗,一个个谜团不断解开,推进了科学技术的大发展,但又发现了许多新的奇怪事物和难解之谜,又不得不向新的问题发起挑战。科学技术不断发展,人类探索永无止境,解决旧问题,探索新领域,这就是人类一步一步发展的足迹。
  • 低碳建筑:绿色城市的守望

    低碳建筑:绿色城市的守望

    旨在引导新时代的青少年一起行动起来,为了我们共同的家园,用自己的实际行动把生活耗用能量降到最低,从而减少二氧化碳的排放,实现绿色低碳生活。低碳生活是一种态度,也是一种责任,更是一种爱,让我们的爱更宽广,更包容,更细致吧!
  • 奇妙的日食与月食现象

    奇妙的日食与月食现象

    “天狗食日”这是中国古代人们对于日食的最初的认识。由于对日食和月食认识的局限,保留下来了很多这样的传说和故事。现代人已经不会再对日食和月食产生恐惧,偶尔出现的日食和月食成为了天文爱好者们的观测目标。天文学家对于日食和月食的研究,对人类的生产和生活产生了重要的作用。人类根据日月食形成的规律制定了计时的历法。根据日食的科学研究观测潮水的涨落等。
热门推荐
  • 这样做,你可以成功

    这样做,你可以成功

    本书主要内容包括:毫无怨言地接受任务自动报告你的工作进度不忙的时候,主动帮助他人充实自己,努力学习对自己的业务,主动提出改善计划。
  • 星海商帝

    星海商帝

    夏霖一个即将毕业的学生意外捡到一串的手链,从此开始传奇的联邦商人生活,正当他心安理得享受成为联邦商人的权利时,一个巨大的危险正在向他靠近……
  • TFBOYS的乖乖女

    TFBOYS的乖乖女

    原本像一对的情侣因为一个女孩的到来而双方互相冷漠,不常说话,而这个女孩看到女主这个样子心中很是愉快,女主想小时候的她去哪了,为什么因为他而与她反目成仇,处处针对她,而她(女主)该怎么办呢?敬请期待………………………………
  • 快穿之女主黑化吧

    快穿之女主黑化吧

    我怎么就这么命苦啊!一不小心就被系统拐来了。夏晗突然想起来了极限挑战的一个话;这就是命啊!!啊啊啊啊啊系统突然出来说了一句话;‘我也不想这样啊’。夏晗和系统的撕逼生活开始了。。。。。。。。。。。。。。
  • 猫猫故事会

    猫猫故事会

    帅的出奇的白马王子在众美女中间游刃有余……我们的主人公身怀绝世神功,挥手间天地变色……他得到神仙的眷顾,在修真界纵横驰骋,所向无敌……出身军界,混迹人间,美女如云,财富无边…………不过,这些和本作品没有任何关系!!!!!!
  • 毕业季的五双翅膀

    毕业季的五双翅膀

    爱恨情愁,豪门世家。真是阻挡了他们的爱情,五双翅膀的蜕变带给了她们什么?走之前,他们如此的美好,再次回来,一切都变了………公主的蜕变,一夜变成了女皇。一切都变了……
  • 神照大陆传

    神照大陆传

    大道汇阴阳,五行聚正邪。??自上古终结,人类出现之始,神照大陆上的亿万百姓都以登仙成神作为修行问道的终极目标…??????????可惜大陆在其后漫长的岁月中历经浩劫,几如灭世,从此法则断代,传承不在。存续的世人愚钝,修者无知,慢慢的将‘道’变成所谓的‘嫡宗’、‘正统’,视其他宗修为异邪。就在宗门、修者的互相压榨攻讦之时,谁也未曾预料到大陆竟又会陷入巨大的灾难中…??少年孤儿陆安尘,自幼性情坚毅,聪慧过人。在山野乡村过着平凡而又艰辛的孩童时光,机缘巧合下,陆安尘偶遇修道中人,发现自身天赋异禀。自此他便凭借着努力与实力,携手至交好友,历经种种艰险磨难,生死离别,最终挽修道于既倒,扶大陆之将倾。
  • 心族

    心族

    心族,十万年前大陆上最强的族群。十万年后,一个少年偶然拥有了心族最后的一丝血脉,从此背负上了心族十万年前的使命,寻找属于自己的“心”。
  • 宠妃横行:邪帝别挡道

    宠妃横行:邪帝别挡道

    她啊,本来也就是个配角小渣渣。一朝女主光环就“幸运”的砸到了她头上。什么愁什么怨啊被战神冰块脸抓着不放。“夫君你为什么一直抓着我不放啊?”她一脸天真烂漫问“因为你夺我初吻,偷我心这买卖我赔大了啊。”某男回答到“那你…”“怎么还有问题不成?”一言不合就强上啊。
  • 恶魔校草:甜心乖乖被我宠

    恶魔校草:甜心乖乖被我宠

    什么才是真正的霸道。第一次见面他就让她死开却被她反地咚,怎么办怎么办啊啊啊啊。他好帅