光是粒子还是波

光是粒子还是波,第1张

光是粒子还是波 光到底是粒子?还是波?光究竟是粒子还是波?光到底是粒子?还是波?光是波还是粒子

光不是单纯的波,也不是单纯的粒子,而是具有波粒二象性的物质

1、光具有波粒二项性,爱因斯坦于1905年提出光量子说来解释该实验。

即认为光是一束束以光速运动的粒子流,每一个光粒子都携带着一份能量。

光量子说受到普朗克量子说的很大影响。

普朗克在解释黑体辐射问题时认为光在发射和吸收过程中具有粒子性。

爱因斯坦则进一步认为光在传播过程中也具有粒子性;2、光一方面具有波动的性质,如干涉、偏振等;另一方面又具有粒子的性质,如光电效应等。

这两方面的综合说明光不是单纯的波,也不是单纯的粒子,而是具有波粒二象性的物质。

这是认识上的不断加深而得到的结论。

应该注意这也还不是最后的答案。

对于光的本性,虽然经过这么多年的探索,我们人类所知道的也的确是太少了。

光到底是什么?是在某一时刻表现为粒子,而在另一时刻表现为波?还是完全不同于我们现在所知的某种物质?这些问题也是当今的科学家们在苦苦思索的问题。

光是到底是粒子还是波?光是波还是粒子?为什么?

光具有波粒二象性。

粒子是光存在的物质基础,波是光这种物质的运动方式。

不仅仅光具有波粒二象性,而是任何物质都有波粒二象性,只不过微观粒子更显示波的性质(即运动性),而宏观物质更显示物质粒子性(即形态性)。

物质的运动性,即波动性,是物质的能量体现,而物质的形态性(即粒子性),顾名思义。

请问一下,一公斤光(从光具有动态质量、受引力影响上讲)与一公斤普通物质(比如水),二者所包含的能量谁大?按照爱因斯坦质能方程E=mcc,知道它们所包含的能量是一样的。

我们知道,水有热能,当这种热能高于体温时我们就能感觉到的;当太阳光射到我们的身上时,我们也同样感到热能的存在。

但是,几束光线相当的质量与一公斤四、五十度水的质量有天壤差别,但是,人们感到它们的热度却差不多,为什么呢?这就牵扯到了能量释放的问题。

我们知道,光在按照它固有的速度——光速运动时,其动能为二分之一mvv,而v=c,所以光的动能(即释放能)是蕴含的一半。

又由于一般物体达不到光速,所以光的释放能最大,而核爆炸的能量、分子间的结合能(如水的热能)都远远小于蕴含能量的一半的,因此不仅我们普通人,就是一些科学家也直接把光看成能量本身,而不是物质了。

光释放能量的最大,说明它的波动性最强,而一般物体,就是接近绝对温度时(但不能达到这个值),也有电磁波释放的(光也是电磁波),也会有中微子释放的,就是说它也有波动性的。

相反,光的释放能就是最大,即波动性最强,还是有一半蕴含能存在且显示物质的粒子性、形态性的。

(首)

很高兴能回答你的问题:光到底是什么?我们先来一起看一看历史上科学家们对光的本性的争论。

在光现象不断发现和认识的过程中,引起了人们对光的本性的研究,逐渐形成了波动,说和微粒说的分歧,这两种观点的争论持续了几个世纪。

在17世纪中,主张波动说的有笛卡尔、胡克和惠更斯等人,而主张微粒说的有伽桑迪和牛顿。

下面我们具体的来看一看。

一、光的波动说笛卡尔在《屈光学》一书中描述,光是一种在以太介质中压力的传递过程,具有脉冲性;意大利物理学家格里马第通过百叶窗透来的光得到彩色的影子,发现了光的衍射现象,后来又发现了两束光的干涉现象,他认为这和水波相似;胡克在同年发表了《显微术》一书,坚决主张光必定是一种振动,而且是一种世界上“最小物体极短的振动”,事实上,胡克的观点已经非常接近现代的物理学观点。

二、光的微粒说以牛顿为首的科学家坚决认为光具有粒子性。

牛顿在研究光学的时候使用了实验归纳法,做了很多实验,包括衍射、牛顿环、双折射和偏振等等。

对于光颜色的来源,牛顿有两种猜想,一种猜想是波动,说与胡克相似,他认为颜色可能与声音一样,也是按照脉冲大小的不同而不同;另外一种猜想就是光的微粒说。

那么他为什么放弃了波动说?个人猜测可能是他与胡克有矛盾吧。

三、光的电磁性整个18世纪光学几乎没有发展,多数科学家赞同光的微粒说,只有欧勒和伯努利坚持和发展了以太的波动理论。

直到19世纪初,托马斯杨通过光的双缝干涉实验,成功的测出了红光和紫光的波长,光的波动说再次兴起。

之后菲涅尔成功的解释了光的衍射现象。

1845年,法拉第发现偏振光的振动面在强磁场中旋转的现象,从而揭示了光和电磁的内在联系,1865年,麦克斯韦电磁场理论的建立,说明电磁波以光速传播,所以光是一种电磁现象,这一理论后来被赫兹用实验证实,光的电磁本性面纱也被揭开,离人们认识光的本性又进了一步。

四、光的波粒二象性在光的波动学说和电磁性轰轰烈烈发展的时候,赫兹发现了光电效应现象。

经典的电磁学理论无法解释光电效应现象,年轻的爱因斯坦巧妙的利用了光子说很好的解释了光电效应现象,从而又揭开光具有粒子性。

从此对于光的本性,人们有了清晰的认识,那就是波粒二象性。

沿着光学发展的历史轨迹,你知道了光的本性吗?实际上光是一种以脉冲形式(粒子性)前进的电磁波(波动性),它同时是波也同时具有粒子性,也就是我们常说的波粒二象性。

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