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光具有波粒二象性是指什么(光的波粒二象性是什么)

光具有波粒二象性是指什么(光的波粒二象性是什么)十七世纪后期,荷兰著名天文学家、物理学家惠更斯认为,光波是一种靠“以太”为物质载体来传播的纵向波,继承并完善了胡克的观点。不久后,英国物理学家胡克重复了格里马的试验,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。光的波动性笛卡儿提出了光的两点假说,第一种假说认为,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,以上两种假说为后来的微粒说和波动说埋下了伏笔。十七世纪中期,格里马第一个提出了“光的衍射”这一概念,是光的波动学说最早的倡导者。

光究竟是波还是粒子,曾经成为历史上物理学争论的焦点,也是物理界的一个难题,那么你认为光是什么呢

光具有波粒二象性是指什么(光的波粒二象性是什么)(1)

几百年来,关于这个问题的答案,有两个主流的看法,因此产生了两个水火不容的门派:波动派和微粒派

波动派认为,光能像波一样向前传播,因此光的本质是一种波

微粒派认为,光和好多东西一样,是一种微粒

光的波动性

光具有波粒二象性是指什么(光的波粒二象性是什么)(2)

笛卡儿提出了光的两点假说,第一种假说认为,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,以上两种假说为后来的微粒说和波动说埋下了伏笔。

十七世纪中期,格里马第一个提出了“光的衍射”这一概念,是光的波动学说最早的倡导者。

不久后,英国物理学家胡克重复了格里马的试验,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。

十七世纪后期,荷兰著名天文学家、物理学家惠更斯认为,光波是一种靠“以太”为物质载体来传播的纵向波,继承并完善了胡克的观点。

十九世纪中后期,德国物理学家施维尔德根据新的光波学说,对光通过光栅后的衍射现象进行了成功的解释。

至此,新的波动学说牢固的建立起来了,微粒学说开始转劣势。

光的粒子性

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在惠更斯积极的宣传波动学说同时,牛顿开始建立起来他的微粒学说,他在光学著作《光学》中提出两点反驳惠更斯的理由:第一,光如果是一种波,它应该同声波一样绕过障碍物、不会产生影子;第二,冰洲石的双折射现象说明光在不同的边上有不同的性质,波动说无法解释其原因。

1809年,马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。(因为惠更斯认为光是一种纵波,纵波不可能发生这样的偏振,此发现成了反对波动说的有利证据)。

1811年,布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。

1819年年底,土木工程师菲涅耳对光的传播方向进行定性实验之后,他与阿拉戈一道建立了光波的横向传播理论。

光的波粒二象性

1887年,德国科学家赫兹发现了光电效应,再次证明了光的粒子性

二十世纪初,普朗克和爱因斯坦提出了光的量子学说

1905年3月,爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个推测性观点》认为,对于时间的平均值,光表现为波动;对于时间的瞬间值,光表现为粒子性。这是历史上第一次揭示了微观物体波动性和粒子性的统一,也就是波粒二象性。

至此,争论结束,光的波动说与微粒说落下了帷幕,及光粒子的运动轨迹是呈周期性的波

光的电磁理论

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19世纪60年代,麦克斯韦把光看成是频率在某一范围的电磁波,可以解释光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等现象,以及光与物质相互作用的规律。

电磁波的定义:由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,传播方向垂直于电场。

麦克斯韦认为,光是一种电磁波,整个电磁波谱都属于广义光的范畴,人眼睛只能够看到可见光,波段在380nm~760nm之间。而无线电波波长最长,从0.1nm到3000nm之间;伽马射线波长最短,只有0.1pm~1pm。

光的电磁理论是说明光在本质上是电磁波的理论。但由于光还具有粒子性,所以它不能解释光电效应、康普顿效应等物理现象。

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