光就是电磁波

随着时间的推移,波动说又取得了越来越多的证据。英国科学家麦克斯韦在建立电磁理论的研究过程中,于1862年就预见到光是起源于电磁现象的一种横波,他在相关论文中用斜体字写道:

“我们很难避免得出这样的结论,即光是由引起电现象和磁现象的同一介质中的横波组成的。”

麦克斯韦在多年研究的基础上,于1873年出版了《电磁通论》一书,指出了光就是电磁波!

光的强度与光的能量(光的本性光就是电磁波)(1)

麦克斯韦将电磁学里的四个公式结合起来,提出麦克斯韦方程组。他明确指出,变化的电场会产生磁场,变化的磁场又会产生电场,这样电和磁可以像波(称为电磁波)一样在真空中向前传播而不需要介质。电磁波弥漫在整个空间,以光速传播。麦克斯韦同时预测:光就是电磁波。

光的强度与光的能量(光的本性光就是电磁波)(2)

1879年,麦克斯韦因病逝世,年仅48岁。不少人都喜欢讲这样一个巧合:爱因斯坦正好在1879年出生,莫非冥冥之中二人有着一定的联系?遗憾的是,这样的八卦是经不住检验的,因为麦克斯韦在11月5日去世,而爱因斯坦在3月14日就出生了。

虽然麦克斯韦提出了电磁波理论,但不少人对此还是半信半疑。1886年,德国物理学家赫兹发明了一种电波环,他用这种电波环做了一系列实验,终于在1888年发现了人们期待已久的电磁波。赫兹的实验公布后,轰动了世界,麦克斯韦的电磁理论至此取得了决定性的胜利。

光的强度与光的能量(光的本性光就是电磁波)(3)

于是,可见光、紫外线、红外线,以及后来发现的X射线、γ射线等这些之前被认为不相干的东西,现在统统被统一成电磁波,光和电磁波也明确地对应起来。至此,波动说终于彻底击败了粒子说,至少当时人们都是这样认为的。

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