“光的本性”幾個易混淆問題釋疑

“光的天性”幾個易混雜問題釋疑“光的天性”幾個易混雜問題釋疑/“光的天性”幾個易混雜問題釋疑“光的天性”幾個易混雜問題釋疑光的天性一章研究光的現(xiàn)象許多，令人難記．定性的多，較難剖析解說，有些觀點比較抽象，頗費理解．教課中，對于一些易混雜的問題應(yīng)向?qū)W生解說清楚，幫助他們深刻認(rèn)識光的天性．問題１對于光的天性有幾種學(xué)說？各樣學(xué)說的代表人物是誰？釋疑在研究光的天性的歷史上，擁有代表性的學(xué)說有五種．１微粒說這個學(xué)說是１７世紀(jì)末提出的，代表人物是牛頓．牛頓依據(jù)光的直線流傳、光的反射和折射、光擁有能量等特色，提出光是由一種擁有完整彈性的球形微粒大批齊集而成的，這些微粒在平均介質(zhì)中以極高的速度做直線運動．２顛簸說這個學(xué)說的代表人物是與牛頓同時代的荷蘭物理學(xué)家惠更斯．他依據(jù)光與機(jī)械波有近似特色，提出光是以光源為振源的某種振動，光是在一種特別的彈性物質(zhì)以太中流傳的彈性機(jī)械波．但實考證明這種以太物質(zhì)是不存在的．從現(xiàn)代光學(xué)論來看，微粒說和顛簸說都沒有能揭露光的實質(zhì)．在當(dāng)時的實驗條件下各自只好解說一些光現(xiàn)象，但又有一些沒法解說的問題．３電磁說這個學(xué)說的代表人物是麥克斯韋．１９世紀(jì)后期，麥克斯韋依據(jù)理論上獲得的電磁波的速度與實質(zhì)測得的光速同樣、電磁波和光都能夠在真空中流傳而不需要介質(zhì)等，預(yù)知光是一種電磁波．后經(jīng)赫茲實考證明電磁波的確存在，這樣光的電磁說就出生了．經(jīng)過一系列科學(xué)家的努力，測出了光波的波長，并同各樣電磁波一同構(gòu)成了擺列有序的電磁波譜，光作為一種電磁波在電磁波譜中占有了它應(yīng)有的地點．光的電磁說使光的顛簸理論發(fā)展到了相當(dāng)完滿的程度，獲得了很大的進(jìn)步，令人們在對光的認(rèn)識上跨進(jìn)了一大步．４光子說這個學(xué)說的代表人物是愛因斯坦．光子說的重點是光由光子構(gòu)成，在空間流傳的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，每個光子擁有能量Ｅ＝ｈν．５光的波粒二象性此刻，科學(xué)家對光的天性的認(rèn)識是光擁有波粒二象性．個別光子的行為顯示出顛簸性；頻次越高的光子，能量越大，粒子性越顯然，但這種粒子又不一樣于宏觀現(xiàn)象中的質(zhì)點；大批光子的作用顯示出顛簸性，頻次越低，顛簸性越顯然，但它又不一樣于機(jī)械波，亦不一樣于電磁振蕩產(chǎn)生的電磁波．問題２光的波粒二象性是否是折衷主義？釋疑對光的天性的認(rèn)識，歷史上曾發(fā)生過兩次否認(rèn)．第一次是顛簸說代替微粒說，可是第二次當(dāng)光電效應(yīng)等現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以后，并無撤消顛簸說，而是提出波粒二象性，這是否是搞折衷主義呢？不是，由于這兩次否認(rèn)的性質(zhì)是不一樣的．第一次，顛簸說與微粒說兩種學(xué)說自己是不相容的，光的干涉、衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及光速測定，證明微粒說是錯誤的．顛簸說能解說包含微粒說能夠解說的全部光現(xiàn)象，使微粒說沒有再存在的原因．此次否認(rèn)是完全的．第二次的狀況不一樣，光子說與電磁說均能夠解說某些實驗，但又都不可以被完整代替，因此都有存在的原因，并且光子說作為電磁波說的對峙面理論提出來是相容的．光子能量Ｅ＝ｈν中的頻次ν正是波的特征的描繪，更重要的是，實驗也證了然個別光子表現(xiàn)出粒子性，大批光子表現(xiàn)出顛簸性．因而可知，光的波粒二象性不是相互對峙的實驗現(xiàn)象的折衷，也不是理論上的緩兵之計，而是對光的天性的科學(xué)歸納．值得說明的是，光的顛簸性電磁說和粒子性光子說不一樣于宏觀機(jī)械波顛簸說、宏觀質(zhì)點微粒說．問題３白光經(jīng)三棱鏡色散后獲得的彩色條紋與白光經(jīng)過雙縫干預(yù)后獲得的彩色條紋的圖樣和形成過程有何不一樣？釋疑它們圖樣的不一樣點是三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋圖樣是七色光帶連續(xù)擺列的，光帶較寬，色光只好出現(xiàn)一組．而雙縫干預(yù)圖樣在中間有一光亮的白光帶，以此為中心，七色光帶向雙側(cè)延長，能夠看到若干組彩色條紋，并漸漸黯淡，各組彩色條紋間以暗條紋相間．它們圖樣的形成過程有實質(zhì)差別雙縫干預(yù)形成的彩色條紋中，每一種顏色是由兩列波疊加使某種色光相互增強(qiáng)而成．三棱鏡色散而成的彩色條紋中的每一種顏色，倒是由構(gòu)成白光的各單色光經(jīng)棱鏡折射后產(chǎn)生不一樣程度的偏折，進(jìn)而相互分開形成的．問題４光的干預(yù)與衍射有何差別？釋疑光的干預(yù)與衍射都能夠獲得明暗相間的色紋，都有力地證了然光的波動性．可是，產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的條件是不一樣的．光的干預(yù)現(xiàn)象需要相關(guān)光，即兩列振動狀況老是同樣的光源，在同一介質(zhì)中相遇．比如從楔形肥皂膜上察看到的鈉黃光的明暗相間條紋，或從水面油膜上察看到的彩色條紋，就屬這種狀況，從薄膜的前后表面反射出來的光就是相關(guān)光．而光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是阻礙物或孔的線度與光波波長能夠比較的狀況．比如從小孔察看點光源或從狹縫察看線光源就屬這種狀況．光經(jīng)過小孔或狹縫產(chǎn)生非直