正文 第1章 光與介質(1 / 1)

光能穿過空氣、水、玻璃等物質,光所能穿過的物質稱光的介質。這裏說的介質對光的傳播並不是必需的。

它與聲傳播不同,在真空中聲不能傳播,而光傳播更快。

光線從一種介質射入另一種介質時在界麵上會發生傳播方向改變的現象稱折射,又稱折光。光線為什麼在兩種介質的界麵上會發生折射呢?一般認為是光線經過不同的介質時在界麵上會改變光速的結果。光線在空氣中傳播速度為每秒30萬公裏(千米),在玻璃中的傳播速度為每秒20萬公裏(千米)。光線由空氣射入玻璃時如果是垂直的通過界麵,那麼通過界麵的光線同時減速,故隻有速度的改變沒有方向的改變。如果以一定的角度通過,下側先進入玻璃的光線先減速,上側後射入玻璃的光線後減速,故通過界麵後就有方向的改變。譬如一輛汽車由山坡上向下滑行,兩側的車輪受阻力相同時,運動的速度就相同,方向也不改變。如果其中一側的車輪遇到沙子,阻力增大,速度減小,它的方向必然向受阻的一側轉。

光束通過棱鏡片(舊稱三棱鏡)時愈靠基底的光線愈先減速,愈靠三棱鏡尖的光線愈後減速。該光束離開三棱鏡時的情況相反,愈靠近鏡尖的光線愈先加速,愈靠近基底的光線愈後加速。所以通過三棱鏡後光線就向基底偏轉。通過三棱鏡後的光線仍為平行光線。凸球鏡片(舊稱凸透鏡)就像無數基底相對的三棱鏡,所以光線向凸透鏡的中心會聚。光線通過凸透鏡後改變方向的現象稱凸透鏡屈光。

但這種學說也受到懷疑和質問。提出的理由是:光線按現代的理解是光源發出的光量子波,與裝在一個車軸上的兩車輪不同,上述車上的輪由於裝在一個車軸上必須並排前進,軸改變成一端前一端後的話,軸的平行麵就變了,這個麵所對的運動方向就得變。如果各輪都是自由運動的,那麼任何一個輪運動的加速或減速對運動的方向都不產生影響。就像在跑道上比賽的運動員一樣,他們跑的方向是不因其中運動員的相對速度變化而變化的。

上述質問初看似乎有道理,其實提出這個問題是沒有微觀或宏觀運動的知識的。就以宏觀而言,在宇宙中運動的量體,他們運動的力主要來自兩個方麵:一是宇宙大爆炸時給它的向一定方向運動的力;二是在運動當中受到別的量體的引力。既然把光線假定為光量子,那就是把它也看成物質了,物質之間都有引力。在目前別說是光量子,就是水分子都很難拿出單個的來看一看、試一試它單個運動的特性。對它們特性的認識主要還是間接的實驗,現在對我們的科技手段還不能具體觀察的自然現象隻能推理或假設。假設光量子是物質,那量子之間就應有引力。引力把它們之間相互牽連起來形成一個整體。