六、光的电磁说

十九世纪初，杨氏、菲涅耳等对光的干涉和衍射的研究，使光的波动说获得了很大的成功，逐渐为人们所接受．物理学家们继续发展和完善光的波动说，试图对光波作出进一步的说明．当时人们只了解在媒质中传播的机械波，以为光波也是这种机械波．但是，一切机械波，包括声波在内，都需要有传播的媒质，在真空中是不能传播的．光却能够在真空中传播，从太阳和其他恒星发出的光，能够穿过辽阔的宇宙空间传到地球上来．那么，光是通过什么媒质传过来的呢？为了说明光的传播问题，人们曾假设在宇宙空间里到处都充满着一种特殊的物质， 叫做“以太”，认为光是通过“以太”传播的．为了解释光波是横波、光波传播的速度很大、光波在不同媒质中的传播速度不同等问题，对“以太”这种物质的性质作了种种假设，例如，“以太”的密度应该非常小，但是又应该具有很大的弹性．对“以太”性质所作的假设有些是互相矛盾的，很难使人相信存在这样的物质．为了证明“以太”的存在，人们曾做过各种实验，但是都失败了．这使得认为光波是通过“以太”传播的机械波的理论陷入了困境．

1846 年，法拉第发现在磁场的作用下，偏振光的振动面会发生改变．这个发现很重要，它表明光和电磁现象间存在着联系，启示人们把光现象和电磁现象联系起来考虑．

十九世纪六十年代，麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波，并且指出电磁波是横波，电磁波的传播速度等于光速．麦克斯韦根据电磁波跟光波的这些相似性指出，光波是一种电磁波．这就是光的电磁说。

二十多年以后，赫兹用实验证实了电磁波的存在，测得电磁波的传播速度确实等于光速，而且电磁波也能产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象，其规律都跟光波的相同．这就从实验上证实了光是一种电磁波．

前面第四章已经讲过，电磁波跟机械波不同，电磁波可以在真空中传播，不需要依靠别的媒质．这就解决了光波在传播媒质上所遇到的困难．

麦克斯韦提出的光的电磁说，在物理学的发展中有很重要的意义．它把光现象和电磁现象统一起来，指出了它们的一致性，再一次证明了自然现象之间是相互联系的．光的电磁说使人们对光的本性的认识前进了一大步．