按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
论并不能解释光的横向振动是如何产生的，因为按照机械波的弹性理论，只
有密度较大的固体媒质才能产生横波，在稀薄的以太媒质中不可能有横波。
1818年，菲涅耳向法国科学院提交了竞赛应征论文。他以横波理论解释
了光的偏振；用半波带方法计算出圆孔与圆板衍射。评委中的著名学者泊松
是粒子说的拥护者，他用菲涅耳的方法计算出在小圆盘衍射阴影的中央会有
一亮斑出现，他认为这一“荒谬”的结论足以驳倒波动论。菲涅耳和阿拉果
立即用实验证实在阴影的中央确实存在亮斑，这亮斑后来就叫泊松亮斑。自
此，光的粒子说日渐衰落。菲涅耳被人们誉为“物理光学的缔造者”。
光的横波理论引起了对机械以太媒质的讨论，例如泊松提出以太是一种
类固体的物质，柯西设想以太是一种易压缩易滑动的物质等，但是格林指出
这些假设都是不稳定的。
1845年，法拉弟发现在强磁场中光的偏振面发生旋转，证明光和电磁现
象存在联系。1856年，韦伯（1804—1891，德国）等人发现电荷的电磁单位
和静电单位的比值等于光速。1865年，麦克斯韦的电磁场理论证明电磁波以
光速传播，他立即断言，“光和磁乃是同一实体的不同属性的表现，光是一
种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动”。
1868年，麦克斯韦发表了《关于光的电磁理论》一文，他将电、磁和光
结合起来，创立了光的电磁波学说。传播光的电磁场当时被理解成一种“电
磁以太”，而以往的“机械以太”假说逐渐被人们抛弃。
光速的测量是具有特殊的意义的。伽利略最早提出测量光速的实验方
案，他认为光以有限大小的速度传播。1676年，天文学家罗默（1644—1710
年，丹麦）和惠更斯利用木星卫星食周期的不规则性进行光速测量，罗默认
为这一现象是因为光穿过地球轨道要经过22分钟，惠更斯利用这一数据首次
8
计算出光速为2×l0米/秒。
1849年，菲索（1819—1896年，法国）首先开创在地面条件下测量光速，
他设计了一个转动的齿轮装置，当光线从齿轮的凹部通过并聚焦在一只平面
镜上，然后光线经反射再一次通过齿轮的凹部射入观察者的眼中。如果返回
的光线恰好被一个转动着的齿挡住，观察者就看下见光线，此时齿轮的转速
若增加一倍，光线又能穿过下一个齿缝，使观察者重新看见。这样光在往返
一次所用的时间就可以利用转速和轮的齿数计算出来，从而可以计算出光
速。他在实验时使观察者与平面镜相距8。633公里，齿轮转速为12。6转/秒，
齿数为720，测得光速为313，300公里/秒。
1850年，傅科（1819—1868年，法国）对菲索的装置作了改进，他用高
速转动的8角棱镜代替了转动的齿轮，由棱镜的转速和光线传播的路程可求
得光速，他的结果是299，7960±4（公里/秒）。后来傅科在装置里充入水，
测出了光在水中传播的速度，得到的光速仅是空气中光速的3/4，恰好等于
水对空气的折射率。这一事实也证明惠更斯关于光的波动说的论断是正确
的。
… Page 16…
19世纪后半期，光速的测量往往用来证实以太的漂移。人们认为既然光
和电磁波是靠以太传播的，那么在不同坐标系和不同方向上测到的光速应是
不同的。这些实验工作在19世纪末导致了光速不变的结论，从而否定了“以
太漂移”假说。
… Page 17…
三、近代后期化学
1。原子——分子学说的确立
化学的新时代是随原子论开始的，1803年，道尔顿（1766—1844年，英
国）首次宣读了关于原子论和原子量计算的论文，其要点是：元素的最终组
成是简单原子，简单原子不可分割，在一切化学变化中保持性质不变；各元
素的原子在形状、质量和性质上是不同的，每种元素以其原子的质量为最基
本特征；不同的元素的原子按比例结合，形成化合现象，化合物的原子叫复
杂原子。他规定氢原子量为1，据此他计算了其它元素的原子量。5年后他发
表了20种元素的原子量表，并创造了相应的原子符号。
道尔顿的原子论很好他说明各种化学现象和化学定律间的内在联系，很
快为多数学者接受，成为当时解释各种化学现象和探索物质结构的统一理
论。特别是他提出元素以其质量为基本特征的思想，对导致元素周期律的发
现起了重要的作用。
1811年，阿佛加德罗（1776—1856年，意大利）提出分子的概念。他认
为原子是参加化学反应的最小质点，而分子是单质或化合物能独立存在的最
小质点。分子具有物质的特性，它是由的原子组成的。化学变化是不同物质
分子的原子重新组合的过程。他还提出了一个重要原理：一切气体在相同体
积中含相等数目的分子。他由此创造出一种用来测定物质相对质量的实验方
法。很明显，阿佛加德罗的分子说是道尔顿原子论的合理发展，可惜没有得
到当时化学界多数人的理解，被冷落了近半个世纪之久。
原子论得到普遍承认后，许多化学家积极投身于原子量的测定和研究。
贝采里乌斯（1779—1848，瑞典）自1810至1830年致力于原子量的测定，
他曾准确地分析了2000多种单质和化合物，为计算原子量提供了丰富的实验
依据。贝采里乌斯假定由A、B两种元素生成的化合物，其分子式是AB，m
mn
和n分别代表两种元素的原子数，那么m与n之比等于生成该化合物时A、B
两种单质气体体积的最简比。这一原则贯彻在他的原子量测定中。1814年，
他发表了第一个原子量表，其中列有41种元素的原子量；1821年发表的原
子量表中除个别元素外与现代原子量表大体相符。他的另一贡献是采用元素
拉丁文名称的第一个字母作为该元素的化学符号，这一方法一直沿用至今。
贝采里乌斯的学生米希尔里希（1794—1863年，德国）于1819年发现
了同晶定律。定律指出“同数目的原子若以相同的格局相结合，其结晶形状
相同。原子的化学性质对结晶形状不起决定作用，但晶形却为原子数目和结
合的样式 （布局）所支配”。米希尔里希与老师合作利用同晶定律修正原子
量的测定工作。他们曾利用硫酸盐和铬酸盐的同晶现象成功地修正了多数金
属氧化物的化学式，进而使原子量也得到校正。
原子量的测定研究使大量无机化合物的组成逐步得到澄清，人们逐渐认
识到一个重要的事实，即一种元素和它种元素相结合，原子数存在一定的比
例关系。弗兰克兰 （1825—1899年，英国）在1852年研究金属与烷烃基的
化合物时，发现每种金属的原子只能和一定数目的有机团结合。这启发他去
研究其它无机化合物的分子式，最终形成了“化合力”的概念。他写道：“一
切化学元素当生成化合物时，尽管和相化合的原子在性质上相差很大，但它
吸引这些元素的 ‘化合力’却总是要求结合一定数目的原子。”他还只能用
… Page 18…
“单原子”元素和“多原子”元素的提法来表达“化合力”的差别。
1857年，凯库勒 （1829—1896年，德国）和库帕 （1831—1892年，英
国）发展了弗兰克兰的思想，他们把各种元素的化合力用“原子数”或“亲
和力单位”来表示。他们指出“不同元素原子相化合时总是倾向于遵循亲合
力单位数等价的原则”。这样由凯库勒和库帕共同奠定了原子价理论的基础。
1864年，迈尔 （1830—1895，德国）提出了“原子价”的术语。
原子价学说阐明了各元素在化合时所遵循的量的规律，它不仅为后来元
素周期律的发现提供了重要的依据，而且对有机化合物结