牛顿解释光的折射现象的“微粒说” ​

关于光的本性，在物理学的发展历史中曾经经历过“微粒说”和“波动说”的激烈争论。以牛顿为代表的“微粒说”理论认为光是微粒；而以惠更斯为代表的“波动说”理论则认为光是波。

“微粒说”和“波动说”示意图

在1801年托马斯·杨的“光的双缝干涉”实验挽救光的“波动说”理论之前，“微粒说”理论略占上风。这一方面要归功于其代表人物牛顿的不可撼动的“物理学权威”身份，另外也应该清醒地认识到：“微粒说”的相关理论对光现象的“完美”解释也是迫使人们接受“微粒说”理论的一个极其重要的原因。

对于光的折射现象，可作如下表述：

光在折射率为n₁的介质1中沿直线传播，以入射角θ₁射向与介质2的界面，穿过界面进入折射率为n₂的介质2中后仍沿直线传播，只是传播方向发生了偏折，折射角为θ₂。

对于“光在介质1或介质2中沿直线传播”的现象，“微粒说”的相关理论给出了如下解释：

对于“光在穿过介质1与介质2的界面时，传播方向发生偏折”的现象，“微粒说”的相关理论则又给出了如下解释：

“微粒说”以上面的理论为基础，分析得出光在不同介质中传播速度的变化情况：

由于光微粒所受到的介质微粒对其施加的引力在沿与介质界面平行的方向上被平衡，所以v₁和v₂的沿与介质界面平行的方向上的分速度应该相等；由于光微粒所受到的介质微粒对其施加的引力在沿与介质界面垂直的方向上不平衡而指向光密介质，所以v₂的沿与介质界面垂直的方向上的分速度应该增大。按照“微粒说”理论对光的折射现象的上述解释，光在光疏介质中的传播速度应该比在光密介质中的传播速度小，即v₁<v₂。

正因为“微粒说”对光的折射现象所做出的如此“完美”的解释，人们才不得不对“微粒说”的相关理论心悦诚服。当人类较为精确地完成光速的测量后才知道，v₁<v₂式给出的光速的关系是错误的，光在光疏介质中的传播实际上应该比在光密介质中的传播得更快。只是这已经是在“微粒说”的代表人物牛顿去世大约一个世纪以后的事了。