一、激光的本质

人类对光的认识，经历了一个曲折的认识过程。英国物理学家牛顿，在德国天文学家开普勒等人的理论基础上，进一步提出了光是从源中发出的微粒，构成一种特殊的物质，光的颜色是由微粒的大小而定的。但在同一世纪中，荷兰物理学家惠更斯，提出了与牛顿微粒理论截然不同的理论，既光的波动理论。他认为光是一种波，而不是什么微粒，还认为光在水、空气等物体里有一种特殊的物质“以太”。 由于牛顿的微粒说和惠更斯的波动说都可阐明一定的现象。所以在当时的科学技术水平中不能定出哪一个学说的理论更加优越。因当时牛顿在科学界的贡献大而其威信极高，光的微粒学说占了上风。致惠更斯的波动学说的观点被忽视，甚至被遗忘了近百年之久。 一世纪以后，有人使用双缝干涉实验，测出了可见光的相应波长。于是光的波动学说战胜了光的微粒学说而居于主导地位。到了十九世纪中期，电磁理论得到大力发展，英国的物理学家麦克期韦当时根据电磁理论，推断光也是一种电磁波。并推算出电磁波的传播速度为每秒30万公里，而且使推断得以证实。后来，德国一位名叫普朗克的人在做了大量的实验后又提出了电磁波这种形式的能量辐射。从而使人们认识到电磁波是某种粒子，既光量子。为了强调光的粒子属性，光量子被称之为“光子”。光子的质量在运动中显示出来。 光的基本特性，从光的量子理论可以得知，辐射的频率为光子的能量。从波动理论可以了解到。不同的振动波，其频率r是不一样的。量子理论又说明，在其间存在着E＝hr关系。表明了光具有波动性和微粒性两重属性。这就使人们对光的波动性和微粒性两个矛盾，得以辨证统一起来，并用以叙述光的本质。但是，人类对光的本质认识将进一步得以深化。