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2024年6月29日发(作者：异步fifo中的伪满)
托马斯·杨
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生平简介
科学成就
趣闻轶事
一
、
生平简介
托马斯
·
杨
（
Thomax
Young
,
1773
—
1829年
）
英国医生兼物理学家
，
光的波动说的奠基人之一
。
1773年6月13日生于萨默塞特郡的米菲尔顿
。
他从小就有神童之称
，
兴趣十分广泛
。
后来进入伦敦的圣巴塞罗缪医学院
学医
，
21岁时
，
即以他的第一篇医学论文成为英国皇家学会会员
。
为了进
一步深造
，
他到爱丁堡和剑桥继续学习
，
后来又到德国哥廷根去留学
。
在
那里
，
他受到一些德国自然哲学家的影响
，
开始怀疑起光的微粒说
。
1801
年进行了著名的杨氏干涉实验
，
为光的波动说的复兴奠定了基础
。
1829年
5月10日杨氏在伦敦逝世
。
二
、
科学成就
1
．
著名的杨氏干涉实验
，
为光的波动说奠定一基础
。
杨氏干涉实验的巧妙之处在于
，
他让通过一个小针孔S0的一束光
，
再通过两个小针孔S1和S2
，
变成两束光
。
这样的两束光因为来自同一光
源
，
所以它们是相干的
。
结果表明
，
在光屏上果然看见了明暗相间的干涉
图样
。
后来
，
又以狭缝代替针孔
，
进行了双缝干涉实验
，
得到了更明亮的
干涉条纹
。
在他之前
，
不少人曾进行过光的干涉实验
。
由于他们是用两个
独立的非相干光源发出的两束光迭加
，
因此
，
这些实验都失败了
。
他用这个实验首先引入干涉概念论证了波动说
，
又利用波动说解释了
牛顿环的成因和薄膜的彩色
。
1801年他引入叠加原理
，
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
年他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
。
2
．
对人眼感知颜色的研究
，
建立三原色原理
他还第一个测量了7种颜色光的波长
。
他曾从生理角度说明了人眼的
色盲现象
；
他还建立了三原色原理
，
指出一切色彩都可以从红
、
绿
、
蓝这
三种原色的不同比例的混和而得到
。
3
．
对弹性力学的研究
托马斯
·
杨对弹性力学很有研究
，
特别是对胡克定律和弹性模量
。
后
人为了纪念杨氏的贡献
，
把纵向弹性模量
（
正应力与线应变之比
）
称为杨
氏模量
。
他还首先使用运动物体的能量一词来代替活力
。
4
．
在考古学方面的贡献
1814年他开始研究考古发现的古埃及石碑
，
他用了几年时间破译了碑
上的文字
，
对考古学作出了贡献
。
三
、
趣闻轶事
1
．
敢于向权威挑战
1801年
，
托马斯
·
杨在他出版的
《
声和光的实验和探索纲要
》
一书中
，
写道
：“
尽管我仰慕牛顿的大名
，
但是我并不因此而认为他是万无一失的
。
我
„„
遗憾地看到
，
他也会弄错
，
而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进
步
。”
他出于对科学真理的敏锐思考
，
敢于发表自己的见解
，
向权威挑战
。
2
．
百科全书式的学者
托马斯
·
杨一生
，
兴趣广泛
，
博学多艺
。
他除了以物理学家闻名于世
外
，
在其它许多领域都有所成就
。
他从小就广泛阅读各种书藉
，
对古典书
，
文学书以及科学著作无所不
好
，
并能一目数行
；
他精通绘画
、
音乐
，
几乎掌握当时的全部乐器
；
他一
生研究过力学
、
数学
、
光学
、
声学
、
生理光学
、
语言学
、
动物学
、
埃及学等
，
可以说是一位百科全书式的学者
。
微粒说
关于光的本性的一种早期学说
。
在17世纪末期
，
牛顿提出了光的微
粒学说
，
他认为光是一种具有完全弹性的球形微粒
，
大量地聚集组成的
。
这些微粒以高速度作直线运动
，
并且只有在介质发生变更时才会有速度的
变化
，
速度的变化则用介质对粒的作用力来解释
，
牛顿从这种论据出发说
明了光的直进现象
、
反射定律和折射定律
。
然而微粒说无法解释一束光射
到两种介质分界面处会同时发生反射和折射以及几束光交叉相遇时会毫
无妨碍地互相穿过等现象
。
但由于牛顿在学术界有很高的望致使微粒说在
100多年的长时间里一直占着主导地位
，
直到19世纪初人们观察了光的干
涉
、
衍射等现象
，
并测定了光速从而说明了牛顿微粒说是不正确的
。
在这
里应说明牛顿的微粒和近代的
“
光的两重性学说
”
中的微粒有着本质区别
。
波动说
关于光的本性的一种早期学说
。
荷兰物理学家惠更斯创立了波动说
。
他在1690年于
《
光论
》
一书中写道
“
光同声一样是以球形波面传播的
”。
并且指出光振动所达到的每一点都可视为次波的振动中心
。
次波的包络面
为传播着的波的波阵面
（
波前
）。
惠更斯的学说说明了光在相同介质或不
同介质中的传播的方向问题以及与此相关的反射和折射定律
。
但没有对光
的波长
、
周期性等与波动有密切联系的概念加以解释
，
直到19世纪初惠
更斯的原理得到了补充
。
1801年英国物理学家托马斯
·
杨巧妙而简单地解
决了相干光源的问题
。
成功地观察到了光的干涉现象
，
为波动说取得公认
和迅速发展奠定了基础
。
德国工程师菲涅耳以杨氏干涉原理补充了惠更斯
原理
，
由此形成了惠更斯
-
菲涅耳原理
。
用它可圆满地解释光的干涉和衍射
现象
，
也能解释光的直线传播
。
在进一步的研究中观察到了光的偏振和偏
振光的干涉
。
19世纪中叶光速的测定证明
，
光密介质中的光速小于光疏介
质中的光速
，
进一步证实波动说的正确
。
19世纪60年代麦克斯韦的光的
电磁理论使光的波动说发展到一个新的阶段
。
牛顿环
一种光的干涉图样
。
是牛顿在1675年首先观察到的
。
将一块曲率半
径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上
，
用单色光照射透镜与玻璃板
，
就
可以观察到一些明暗相间的同心圆环
。
圆环分布是中间疏
、
边缘密
，
圆心
在接角点O
。
从反射光看到的牛顿环中心是暗的
，
从透射光看到的牛环中
心是明的
。
若用白光入射
，
将观察到彩色圆环
。
牛顿环是典型的等厚薄膜
干涉
。
平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈
形空气簿膜
，
当平行光垂直射向平凸透镜时
，
从尖形空气膜上
、
下表面反
射的两束光相互叠加而产生干涉
。
同一半径的圆环处空气膜厚度相同
，
上
、
下表面反射光程着相同
。
因此使干涉图样呈圆环状
。
这种由同一厚度薄膜
产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉
。
牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度
。
如果改变凸透镜和平
板玻璃间的压力
，
能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化
，
条纹就会移动
。
用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化
。
牛顿环是牛顿首先观察到的
，
但是由于牛顿持光的粒子说
，
他并不认
为顿环是干涉的结果
，
他用微粒说解释了他的测结果
，
但很不令人满意
。
直到19世纪初才由英国科学家杨氏用光的波动理论解释了牛顿环
。
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