牛頓其實不是完全排斥光的波動說。他認為當光投射到一個物體上時,可以激起物體中粒子的振動。牛頓還提出了光的周期性。
這兩個學說有一個理論推導而互相矛盾:微粒說認為,光在折射時,密媒質中的光速大於疏媒質中的光速,波動說認為恰恰相反。因為實驗條件無法滿足,所以均不能證實。兩種學說一直在爭論。
在18世紀,可能由於牛頓的崇高地位,人們普遍認可微粒說。
然而在19世紀,托馬斯·揚和菲涅耳使波動說複興。
托馬斯·揚是醫學博士,兼通哲學、數學、考古、音樂以及繪畫。
1800年,揚發表了《關於光和聲的實驗》論文。他提出否定微粒說,理由是:
第一,強光和弱光的速度是相同的,微粒說不能很好地解釋這個現象;
第二,光線從一種介質進入其他介質時,部分發生反射,部分發生折射,微粒說十分牽強。
托馬斯·揚在實驗的基礎上推導出了幹涉原理,這就是波動光學的基本原理。幹涉現象是波的共同特征。光的幹涉即同一光源的同一部分上發出的兩列光,在交迭的空間某些地方出現亮度與顏色的變化。
在1807年《自然哲學講義》中,揚描述了雙縫幹涉的實驗。由於學界氣氛的落後與守舊,揚的重大發現沒有引起重視,直到菲涅耳的波動說確立。
菲涅爾是法國物理學家,由於反對拿破侖,曾經入獄。1819年,他與阿拉哥一起證實了光是一種橫波。有意思的是,權威院士泊鬆認為,如果光是波的話,把小圓盤放在光束中,則在小圓盤後麵一定距離處的屏幕上盤影的中心點就會出現亮斑。
但泊鬆認為出現亮斑是很荒謬的事情。然而這恰恰成為菲涅耳理論正確性的證明。
菲涅爾與托馬斯·揚交流經驗,互相促進,打破了統治已久的微粒說。
此外,1669年和1808年,丹麥巴塞林納斯和法國馬呂斯引進了“光軸”與“光的偏振”,偏振表明光是橫波。
波動說提出的新問題是光的媒介。人們一般認為光的媒介看不見摸不著,稱之為以太。物理學家基於光是機械波的認識,不斷修正和補充以太模型,但始終不理想。
麥克斯韋建立了統一的光學與電磁學理論,光被看作是電磁波,機械以太被電磁以太所替代。
以太問題始終是經典物理的一大隱患。
光的本質之爭並沒有澄清,一直到愛因斯坦。