光的衍射
光的衍射产生的条件
光的衍射产生的条件光的衍射是一种光经过障碍物或通过孔径后发生的现象，它产生的条件有以下几个方面。
光的衍射需要光波遇到一个障碍物或穿过一个孔径。
障碍物可以是一个固体物体，如墙壁、门窗等，也可以是一个透明的物体，如玻璃、水晶等。
孔径可以是一个小孔、狭缝或者是一个光学元件，如透镜、棱镜等。
当光波遇到障碍物或穿过孔径时，就会发生衍射现象。
光的衍射还需要满足一定的波长条件。
光波的波长决定了光的衍射现象的大小和强度。
一般来说，波长越长，衍射现象越明显。
例如，可见光的波长在400-700纳米之间，所以我们能够观察到可见光的衍射现象。
光的衍射还与障碍物或孔径的尺寸有关。
当障碍物或孔径的尺寸与光波的波长相比较小时，衍射现象就会比较明显。
如果障碍物或孔径的尺寸远大于光波的波长，衍射现象就会比较微弱，甚至可以忽略不计。
光的衍射还与光的入射角度有关。
当光以垂直入射时，衍射现象最为明显。
当入射角度增大时，衍射现象会逐渐减弱。
当入射角度达到一定值时，衍射现象几乎消失。
光的衍射还与光的波前形状有关。
如果光的波前是平面波，那么衍射现象将表现为直线传播。
如果波前是球面波，那么衍射现象将表现为球面传播。
不同的波前形状会导致不同的衍射效应。
光的衍射现象还与观察距离有关。
观察距离越近，衍射现象就越明显。
当观察距离远离衍射现象发生的位置时，衍射现象会逐渐减弱，直至不可见。
光的衍射产生的条件包括：光波遇到障碍物或穿过孔径、适当的波长、障碍物或孔径的尺寸与波长相比较小、垂直入射角度、不同的波前形状以及适当的观察距离。
只有满足这些条件，才能观察到光的衍射现象。
光的衍射现象的研究不仅深化了人们对光的理解，也为光学技术的发展提供了重要的基础。
光的衍射
单缝衍射
P只要有两者为有限远.即近 只要有两者为有限远. 场衍射
衍射屏R 衍射屏 观察屏P 观察屏 S
2.单缝衍射 §2.单缝衍射 一.实验装置 二.衍射条纹 衍射条纹 明纹等间距 中央明纹宽度是其它明 纹的两倍 三.理论分析(菲涅耳 理论分析( 半波带法) 半波带法) 1.狭缝 作为子波源 子 狭缝a 作为子波源.子 狭缝 波在L的焦平面上相遇 波在 的焦平面上相遇 而干涉. 而干涉
4
如图,设波阵面面元 在 如图 设波阵面面元dS在 设波阵面面元 距离为r 处产生的光矢 距离为 的P处产生的光矢 量为dE 量为
表述: 表述 : 波传到的任何一点 都可看作发射子波的波源, 都可看作发射子波的波源, K(θ)随θ增大而减小 θ 随 增大而减小. 从同一波阵面上各点发射 π 的子波在空间某点相遇而 的子波在空间某点相遇而 θ≥ K(θ ) = 0 2 相干叠加, 相干叠加,决定该点波的光强 a(Q) ⋅ K(θ ) 2π r E( p) = ∫∫s ) ⋅ dS ⋅ cos(ω t − . n r λ dE(p) θ r = E0( p) ⋅ cos(ω t + ϕ p) ) （ dS · ·
可将缝分成三个“ 可将缝分成三个 “ 半波 带 ” ,P 处近似为明纹中 心
B a A λ/2 λ/2
λ/2
θ
a
把光程差δ分为的半波长 把光程差 分为的半波长 λ/2倍数进行分析 倍数进行分析. 倍数进行分析 两个“半波带” 为两个“半波带”
B θ
a sinθ = λ 时，可将缝分
两个“半波带”上发的 光在 P 处干涉相消形成暗 纹.
14
a sinθ = 0
2λ 角宽度 ∆θ = 2θ = a
光学中的光的衍射和衍射公式
光学中的光的衍射和衍射公式在光学中，光的衍射是指光通过一个具有孔径或者凹凸面的物体后，发生了偏离直线传播的现象。
衍射现象是由光的波动性质决定的，具有不可避免的作用。
本文将介绍光的衍射的基本原理和衍射公式。
一、光的衍射原理1. 光的波动性光既可以被视为一种粒子，也可以被视为一种波动。
当我们进行光学实验时，光的波动性更为明显。
光的波动性意味着光会呈现出波动的行为，比如传播过程中的干涉、衍射等。
2. 衍射现象当光通过物体的边缘或孔径时，会发生衍射现象。
光线遇到物体边缘后会发生弯曲，并向周围空间扩散。
这种弯曲和扩散现象就是光的衍射。
二、衍射公式1. 衍射公式的基本形式衍射公式是用来计算衍射现象的数学公式。
根据光的衍射理论，我们可以得出如下的衍射公式：dlambda = k * sin(theta),其中，dlambda表示衍射的波长差，k是衍射级数，theta是入射光线与衍射方向的夹角。
2. 衍射公式的应用衍射公式可以应用于各种不同的衍射情况中。
例如，当光通过一个狭缝时，我们可以利用衍射公式计算出狭缝衍射的波长差和衍射级数。
同样，当光通过一个光栅时，我们也可以应用衍射公式计算出光栅衍射的波长差和衍射级数。
3. 衍射级数衍射级数是衍射公式中的一个重要参数，用于描述衍射的级别。
衍射级数越高，衍射现象也越明显。
例如，一级衍射表示光线经过一次衍射后的结果，二级衍射表示光线经过两次衍射后的结果，以此类推。
三、光的衍射的影响因素1. 孔径大小孔径的大小对光的衍射有明显的影响。
当孔径较大时，衍射现象变得不明显；当孔径较小时，衍射现象变得非常明显。
2. 入射光的波长入射光的波长也是影响光的衍射的重要因素。
波长越短，衍射现象越明显；波长越长，衍射现象越不明显。
3. 衍射角度入射光线与衍射方向的夹角也会影响衍射现象的强弱。
当夹角较小时，衍射现象相对较弱；当夹角较大时，衍射现象相对较强。
四、光的衍射的应用1. 光栅衍射光栅衍射是利用光栅的衍射特性进行实验和应用的一种方法。
光的衍射实验报告
光的衍射实验报告光的衍射实验报告1. 实验目的：通过光的衍射实验，观察光的衍射现象，掌握光的衍射现象和衍射规律。
2. 实验器材：光源、狭缝、屏幕、测量尺、直尺、实验台等。
3. 实验原理：光的衍射是光通过狭缝或物体的边缘时，产生一系列弯曲的波动现象。
波动现象使得光在屏幕上产生明暗相间的衍射条纹。
衍射现象基于赛吕斯定律：波动传播时，波前之一部分被障碍物遮挡，无法到达遮挡后的区域，而波动传播到障碍物较窄的开口时，光会沿着波动的特性绕射，并在背后产生衍射条纹。
4. 实验步骤：1) 将光源放在实验台上，调节光源到合适的位置和高度。
2) 将狭缝放在光源前方，使得光通过狭缝射到屏幕上。
3) 调节光源和狭缝的位置，使得从狭缝上射出的光通过狭缝上的哪个位置照射到屏幕上。
4) 观察屏幕上的衍射条纹，并用测量尺测量条纹的间距。
5) 改变狭缝的宽度，重复步骤4)，观察并记录不同宽度下的条纹间距。
5. 实验结果与分析：实验过程中观察到了明暗相间的衍射条纹，条纹的间距与狭缝的宽度相关。
当狭缝较窄时，条纹间距较宽；当狭缝较宽时，条纹间距较窄。
通过实验数据的分析，可以利用衍射公式计算光的波长、狭缝宽度等物理量。
6. 实验总结：本实验通过观察光的衍射现象，了解了光的衍射规律，并通过实验数据的分析，深入理解了光的波动特性。
实验过程中，我们注意到了狭缝宽度对衍射现象的影响，在实验中进行了反复调节狭缝宽度的实验，观察到了相应的变化。
除了狭缝宽度，实验中还可以对狭缝形状、光源的强弱等因素进行研究，进一步深入研究光的衍射现象。
高中物理：光的衍射
高中物理：光的衍射
【知识点的认识】
一、光的衍射
1．光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象叫光的衍射．
2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．
3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）．
4．常见的衍射现象有单缝衍射，圆孔衍射和泊松亮斑等．
5．单缝衍射图样特点：若是单色光，则中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，其亮度和宽度依次减小；若是白光则中央为白色亮条纹，且最宽最亮，两边为彩色条纹．
【解题方法点拨】
衍射与干涉的比较
两种现象
比较项目
单缝衍射双缝干涉
不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最
宽
条纹宽度相等
条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距
亮度情况中央条纹最亮，两边变
暗条纹清晰，亮度基本相
等
相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；
干涉、衍射都有明暗相间的条纹
（1）白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．
（2）区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或
多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．。
光的衍射
缝宽a: 缝宽
其上每一点均为子波源， 其上每一点均为子波源，发出衍射光线
衍射角 ϕ ： 衍射光线与原入射光线夹角
将衍射光线分成一组一组的平行光， 将衍射光线分成一组一组的平行光，每组平行光的 衍射角相同。 衍射角相同。
ϕ
P: ∆≠0
∆=0
ϕ =0
衍射光线汇集于
L 2焦点 F
∆=0
中央明纹中心
ϕ ≠0
I
明暗条纹条件
0
± ( 2k + 1)
∆ = a sin ϕ =
3.明暗条纹位置 明暗条纹位置
λ
2
中央明纹中心 各级明纹中心 暗纹
k = 1、、 L 2 3
注意： 注意： k ≠ 0
± kλ
fλ x = ±k 暗 纹 衍射屏 透镜 a fλ x = ± 2k +1 （ ） 明 纹 λ 2a x =0 中 明 中 央 纹 心
3. 条纹特点 (1)单缝衍射是明暗相间的条纹 单缝衍射是明暗相间的条纹. 单缝衍射是明暗相间的条纹 (2)在很宽很亮的中央明纹两侧对称分布其它次明纹。 在很宽很亮的中央明纹两侧对称分布其它次明纹 在很宽很亮的中央明纹两侧对称分布其它次明纹。 各次级明纹的强度随级次的增加而迅速减小 随级次的增加而迅速减小。 各次级明纹的强度随级次的增加而迅速减小。例如 第一级次明纹为中央明纹的5%不到。 不到。 第一级次明纹为中央明纹的 不到
分振幅法
薄膜干涉
（1）平行平面薄膜的等倾干涉 ） 干涉加强减弱的条件
2 2 2 1 2
λ δ = 2d n − n sin i + = 2 (2k − 1) λ ( k = 1,2 L) 2 减弱 条纹特点： 条纹特点：同心环状条纹
光的色散与衍射
光的色散与衍射光是一种电磁波，在传播过程中会经历色散和衍射现象。
色散是指光在光密度不均匀介质中传播时，由于不同频率成分的光速不同，导致光的折射角度和色散光谱的现象。
而衍射是指光通过狭缝或物体边缘时，由于光的波动特性，发生弯曲和扩散的现象。
本文将详细介绍光的色散和衍射以及其应用。
一、光的色散光的色散是指光在不同介质中或同一介质中的不同频率光波传播时，由于介质的光密度不均匀性，导致不同频率光波的折射角度不同的现象。
光的色散可以分为正常色散和反常色散两种情况。
1. 正常色散正常色散是指光在光密度增大的介质中，折射角随着光频率增加而减小的现象。
这种现象主要出现在光通过玻璃、水等介质时。
在可见光谱中，蓝光的频率较高，所以在正常色散情况下，蓝光会比红光更容易被折射偏离原来的传播方向。
2. 反常色散反常色散是指光在光密度减小的介质中，折射角随着光频率增加而增加的现象。
这种现象主要出现在光通过玻璃棱镜等材料时。
在可见光谱中，红光的频率较低，所以在反常色散情况下，红光会比蓝光更容易被折射偏离原来的传播方向。
二、光的衍射光的衍射是指光波通过狭缝、边缘等物体时，由于光的波动特性，在光的传播方向上发生弯曲和扩散的现象。
光的衍射可以分为单缝衍射和双缝衍射。
1. 单缝衍射单缝衍射是指光波通过一个狭缝时，在狭缝边缘会发生弯曲和扩散的现象。
当狭缝的宽度接近光波波长的数量级时，衍射效应显著。
单缝衍射的实验可以通过在暗房中利用透光板和狭缝进行观察，并通过屏幕上出现的光斑来观察衍射现象。
单缝衍射的结果会出现一系列明暗相间的光斑，称为夫琅禾费衍射图样。
2. 双缝衍射双缝衍射是指光波通过两个狭缝时，在两个狭缝边缘会发生弯曲和扩散的现象。
双缝衍射实验通常使用的是晶格、狭缝或者光栅等。
在狭缝或光栅上，通过两个或多个狭缝等间距设置，观察光通过后在屏幕上出现的干涉条纹图案。
双缝衍射的结果是在中央为明纹，两侧为暗纹，形成一系列明暗相间、分布呈周期性的条纹。
光的衍射
一 光的衍射
屏幕 屏幕
阴 影
缝较大时， 缝较大时，光是直线传播的
缝很小时， 缝很小时，衍射现象明显
惠更斯二 惠更斯-费涅耳原理
从同一波阵面上各点所发出的子波， 从同一波阵面上各点所发出的子波，在传播过程 中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象， 中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象，空间各点波 的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。 的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。
K (θ ) t r dE = C cos 2π ( − )dS r T λ K (θ ) t r E=∫ C cos 2π ( − )dS r T λ S
dS
θ
r
r n
三 分类
1 依据 衍射系统中光源、衍射屏、接收屏的位置关系 衍射系统中光源、衍射屏、 2 分类 菲涅耳衍射
光源—障碍物 接收屏 光源 障碍物—接收屏 光源 障碍物 距离为有限远。 距离为有限远。
障碍物
接收屏
夫琅禾费衍射
光源—障碍物 接收屏 光源 障碍物—接收屏 障碍物 距离为无限远。 距离为无限远。
S
光源 障碍物
接收屏
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光的衍射十七世纪以后人们相继发现自然界中存在着与光的直线传播现象不完全符合的事实，这就是光的波动性的表现．其中最先发现的就是光的衍射现象，并进行了一些实验研究与理论探讨．一、光的衍射现象的发现意大利物理学家格里马第（1618—1663）首先观察到光的衍射现象，在他死后三年出版的书中描写了这个实验．他使光通过一个小孔引入暗室（点光源），在光路中放一直杆，发现在白色屏幕上的影子的宽度比假定光以直线传播所应有的宽度为大．他还发现在影子的边缘呈现2至3个彩色的条带，当光很强时，色带甚至会进入影子里面．格里马第又在一个不透明的板上挖一圆孔代替直杆，在屏幕上就呈现一亮斑，此亮斑的大小要比光线沿直线传播时稍大一些．当时格里马第把这种光线会绕过障碍物边缘的现象称为“衍射”，从此“衍射”一词正式进入了光学中．但当时格里马第未能正确解释这一现象，他知道他所观察到的这一衍射现象是与光的直线传播相矛盾的，也是与当时处在统治地位的光的微粒说相矛盾的．他认为，光是一种稀薄的、感觉不到的光流体．当光遇到障碍物时，就引起这一流体的波动．格里马第把光与水面波进行类比，他认为光的这种衍射现象正类似于将石子抛入水中时，在石子周围会引起水波一样，因为放在光的传播路程上的障碍物在光流体中引起了波动，这些波传播时将超出几何阴影的边界．光的衍射现象的另一个发现者是胡克，在他所著并被看作物理光学开始形成的标志之一的《显微术》一书中，记载了他观察到光向几何影中衍射的现象．牛顿也曾重复过类似的实验，他观察了毛发的影、屏幕的边缘和楔的衍射等，从中得出结论：光粒子能够同物体的粒相互作用，且在它们通过这些物体边缘时发生倾斜．但是这一切没有对光学发展起到应有的影响．二、光的衍射理论的建立1．定性解释光的衍射现象的理论——惠更斯原理．惠更斯在前人工作的基础上，对光的衍射理论作了进一步的发展．在讨论光的传播时，他类比了声音在空气中的传播．以光速的有限性论证了光是媒质的一部分依次地向其他部分传播的一种运动，且和声波、水波一样是球面波．他提出了以他的名字命名的描述光波在空间各点传播的原理——惠更斯原理．该原理可概述如下：光源发出的波面上每一点都可看作一个新的点光源，它们各自向前发出球面次波（或称子波），新的波面是与这些次波波面相切的包络面．如图所示：S为点光源，∑为t时刻自点光源S发出的波面，∑′为t＋τ时刻的波面，虚线所画的半球面为次波波面，半经为Vτ（V为光波在各向同性的均匀介质中的传播速度）．诸次波的包络面即为新波面∑′．惠更斯原理把光的传播归结为波面的传播，用它来定性解释光的衍射现象．如图所示，平面波传播时，为前方宽度为a的开孔所阻挡，故只允许平面波的一部分通过该孔．若按光的直线传播观点，开孔后面的观察屏上只有AB区域内才被平行光照亮，而在AB以外的阴影内应是全暗的．但按惠更斯原理，开孔平面上每一点都可向前发出球面次波，这些次波的包络面在中间是平面，而在边缘处却是弯曲的，即光波通过开孔的边缘不沿原光波方向行进，故波面传到观察屏上，必然使AB外的阴影区内光强不为零，这就是光的衍射现象．惠更斯原理只能对光的衍射现象作定性解释，而不能对观察屏上的衍射光强分布作定量分析．2．定量分析光的衍射现象的理论：惠更斯——菲涅耳原理．菲涅耳在自己的研究工作中，把重点放在光的衍射上，为了克服惠更斯原理的局限性，他基于光的相干性，认为惠更斯原理中属于同一波面上的各个次波的位相完全相同，故这些次波传播到空间任一点都可以相干，他在惠更斯原理中包络面作图法同杨氏干涉原理相结合建立了自己的理论，这就是后人所称的著名的用来分析光的衍射现象的基本原理——惠更斯——菲涅耳原理．它的内容可这种简单叙述：光传播的波面上每点都可以看作为一个新的球面波的次波源，空间任意一点的光扰动是所有次波扰动传播到该点的相干迭加．根据惠更斯——菲涅耳原理，欲求波阵面S在空间某点P产生的振动，需要把波阵面S划分为无穷多个小面积元△S，如图所示：把每个△S看成发射次波的波源，从所有面元发射的次波将在P点相遇．一般说来，由各面元△S到P点的光程是不同的，从而在P点引起的振动，其振幅正比于△S，而反比于从△S 到P点的距离r，并且和r与△S的法线之间的夹角α有关，至于次波在P点所引起振动的位相与r有关．由此可见，应用惠更斯——菲涅耳原理去解决具体问题，实际上是个积分问题．在一般情况下其计算是比较复杂的．但是对于一些特定条件下的衍射，处理则可简化．这样，惠更斯——菲涅耳原理克服了惠更斯原理的不足，为定量分析和计算光的衍射光强分布提供了理论依据．三、光的衍射实验的典型分析1．菲涅耳衍射实验分析①圆孔衍射，将一束光（如激光）投射在一个小圆孔上（圆孔可用照相机物镜中的光阑）在距离孔1—2米处放置一块毛玻璃屏，则在屏上可以观察到小圆孔的衍射花样．其实验如图所示．②圆屏衍射．当一点光源发出的光通过圆屏边缘时在屏上也将发生衍射现象． 运用惠更斯——菲涅耳原理可分析出，不论圆屏的大小与位置怎样，圆屏几何影子的中心永远有光．如果圆屏足够小，只遮住中心带的一部分，则光看起来可完全绕过它，除了圆屏影子中心有亮点外没有其它影子．这个初看起来似乎是荒唐的结论，是泊松于1818年在巴黎科学院研究菲涅耳的论文时，把它当作菲涅耳论点谬误的证据提出来的．但阿拉果做了相应的实验，证实了菲涅耳的理论的正确性．③菲涅耳波带片．根据菲涅耳半波带的分析，可制作一种在任何情况下，合成振动的振幅均为各半波带在考察点所产生的振动振幅之和，这样做成的光学元件叫做菲涅耳波带片（简称波带片）．波带片的制法可先在绘图纸上画出半径正比于序数K 的平方根的一组同心圆，把相间的波带涂黑，然后用照像机拍摄在底片上，该底片即为波带片．另外还可通过光刻腐蚀工艺，获得高质量的波带片．波带片还可分为同心环带波带片、长条形波带片、方形波带片等．波带片可代替普通透镜，并具有许多优点．菲涅耳波带片给惠更斯——菲涅耳原理提供了令人信服的证据．2．夫琅和费衍射①单缝衍射．夫琅和费在1821年～1822年间研究了观察点和光源距障碍物都是无限远（平行光束）时的衍射现象．在这种情况下计算衍射花样中光强的分布时，数学运算就比较简单．所谓光源在无限远，实际上就是把光源置于第一个透镜的焦平面上，使之成为平行光束；所谓观察点在无限远，实际上是在第二个透镜的焦平面上观察衍射花样．在使用光学仪器的多数情况下，光束总是要通过透镜的，因而这种衍射现象经常会遇到，而且由于透镜的会聚，衍射花样的光强将比菲涅耳衍射花样的光强大大增加．夫琅和费单缝衍射的光强分布的计算与衍射花样的特点可由惠更斯——菲涅耳原理计算与分析得出．②圆孔衍射．如果在观察单缝衍射的装置中，用一小圆孔代替狭缝，设仍以激光为光源那么在透镜L2的焦平面上可得圆孔衍射花样．其光强分布及衍射花样四、光的衍射现象与光的直线传播的联系惠更斯——菲涅耳原理主要是措出了同一光波面上所有各点所发次波在某一给定观察点的迭加．从这里很容得出结论：当波面完全不遮蔽时，所有次波在任何观察点迭加的结果乃形成光的直线传播．如果波面的某些部分受到遮蔽，或者说波面不完整，以致这些部分所发次波不能到达观察点，迭加时缺少了这些部分次波的参加，便发生了有明暗条纹花样的衍射现象．至于衍射现象是否显著，则和障碍物的线度及观察的距离有关．总之不论是否直线传播，也不论有无显著的衍射花样出现，光的传播总是按惠更斯——菲涅耳原理的方式进行．光的直线传播只是衍射现象的极限表现．这样通过惠更斯——菲涅耳原理的理论解释，进一步揭示了光的直线传播与衍射现象的内在联系，使光的衍射理论得到了进一步的发展和完善．光的本质——波动说与微粒说的交锋十七世纪初，在天文学和解剖学等相关学科的推动下，并伴随着光学仪器的发明和制造，光学——这一曾经神秘的领域也被卓越的科学探秘者开拓出了一块醒目的空间。
到十七世纪末，光学已经成为了物理学的一个重要分支，是物理学中应用最为广泛的一个部门。
其中，几何光学的发展最为迅速，由荷兰数学家斯涅尔发现的准确的折射定律对于光学仪器的改进具有首要意义，并为研究整个光学系统提供了计算的可能。
随着几何光学的发展，物理光学的研究也开始起步。
在人们对物理光学的研究过程中，光的本性问题和光的颜色问题成为焦点。
关于光的本性问题，笛卡儿在他《方法论》的三个附录之一《折光学》中提出了两种假说。
一种假说认为，光是类似于微粒的一种物质；另一种假说认为光是一种以“以太”为媒质的压力。
虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作用，但他的这两种假说已经为后来的微粒说和波动说的争论埋下了伏笔。
（一）十七世纪中期，物理光学有了进一步的发展。
1655年，意大利波仑亚大学的数学教授格里马第在观测放在光束中的小棍子的影子时，首先发现了光的衍射现象。
据此他推想光可能是与水波类似的一种流体。
格里马第设计了一个实验：让一束光穿过一个小孔，让这束光穿过小孔后照到暗室里的一个屏幕上。
他发现光线通过小孔后的光影明显变宽了。
格里马第进行了进一步的实验，他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上，这时得到了有明暗条纹的图像。
他认为这种现象与水波十分相像，从而得出结论：光是一种能够作波浪式运动的流体，光的不同颜色是波动频率不同的结果。
格里马第第一个提出了“光的衍射”这一概念，是光的波动学说最早的倡导者。
格里马第1663年逝世，他的重要发现在1665年出版的书中进行了描述。
1663年，英国科学家波义耳提出了物体的颜色不是物体本身的性质，而是光照射在物体上产生的效果。
他第一次记载了肥皂泡和玻璃球中的彩色条纹。
这一发现与格里马第的说法有不谋而合之处，为后来的研究奠定了基础。
不久后，英国物理学家胡克重复了格里马第的试验，并通过对肥皂泡膜的颜色的观察提出了“光是以太的一种纵向波”的假说。
根据这一假说，胡克也认为光的颜色是由其频率决定的。
然而1672年，伟大的牛顿在他的论文《关于光和色的新理论》中谈到了他所作的光的色散实验：让太阳光通过一个小孔后照在暗室里的棱镜上，在对面的墙壁上会得到一个彩色光谱。
他认为，光的复合和分解就像不同颜色的微粒混合在一起又被分开一样。
在这篇论文里他用微粒说阐述了光的颜色理论。
第一次波动说与粒子说的争论由“光的颜色”这根导火索引燃了。
从此胡克与牛顿之间展开了漫长而激烈的争论。
1672年2月6日，以胡克为主席，由胡克和波义耳等组成的英国皇家学会评议委员会对牛顿提交的论文《关于光和色的新理论》基本上持以否定的态度。
牛顿开始并没有完全否定波动说，也不是微粒说偏执的支持者。
但在争论展开以后，牛顿在很多论文中对胡克的波动说进行了反驳。
1675年12月9日，牛顿在《说明在我的几篇论文中所谈到的光的性质的一个假说》一文中，再次反驳了胡克的波动说，重申了他的微粒说。