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光的波粒二象性是什么?
最早的波粒之争要追溯到牛顿与胡克。1672年初,牛顿被选为英国***学会成员,作为见面礼,牛顿寄给***学会一篇论文,其内容为光是由不同色光组成的,光是一种粒子。但却遭到主张波理论的胡克抨击,牛顿与胡克的争论,也是从这个时刻开始的。
光是波还是粒持续了几个世纪,17、18世纪,在光的波粒之争中,光的粒子说占据一定优势,大部分科学工作者支持光的微粒说,但这种状况持续到19世纪初,科学界的思想观念就转变了。
19世纪初,托马斯•杨做了著名的双缝干涉实验,光经单缝衍射后,经双缝出现明暗相间的条纹,而衍射、干涉是波才具有的现象,一时间,科学界开始偏重于支持光的波动理论,后来麦克斯韦电磁理论的出现,预言光是一种电磁波,使更多的人相信光是一种波。
20世纪,继普朗克提出能量子理论解释黑体辐射实验后,爱因斯坦又提出光子***说来解释光电效应,爱因斯坦光子***说解释了光电效应中经典电磁理论所不能解释的问题,这又说明光是一种微粒。
时至今日,光的波粒二象性普遍被科学界接受,当大量光子聚集在一起时往往表现为波动性,而单个光子往往表现出粒子性,
光的二象性,是说光有波的连续性,又有一份份的粒子性。百年前人们对光是电磁波认识不足,认为光是电磁波不能解释光电现象,引入光子的概念,认为光是不连续的,一份份,一个个的光子。其实是错误的,光子是不存在的。光只能是电磁波就有波粒二象性。电磁波是交替变化的电磁场,变化也包括了旋转,所以光也可以是绕直线轴旋转变化的电磁场。光没有质量没有惯性,生成后就脱离光源独立存在,不受光源运动影响,所以光速不变,光源的运动只改变频率和波长,就是多普勒效应。只有光速不变才有多普勒效应。用尺缩钟慢解释光速不变是错误的。电磁波是可以分成一份份的。矿石收音机是电磁波直接转变成电流的简单装置,谐振时电流最大。用倍压检波,是把电磁波检出一个个半波再叠加起来,提高输出电压,扩大音量。谁能说电磁波是连续的不能分切的呢?光纤激光通信就是把光分切成一份份的。电磁波就有二象性,而光子只有粒子性。光子要是有波动性,如果是横波就要按波形做曲线运动。如果是纵波就要在前进方向上前后振动,增加了行程就要超光速。光从空气射入水中速度由快变慢,再从水中出来的入空气,速度由慢又变快。光是光子做不到,慢了怎么可能又会变快呢?光只有是电磁波才能做得到。因为相同的介质电磁场传播的速度相同。光子不存在,在多普勒效应中,光源的移动或反光体的移动可以改变光的频率。移动是连续的,改变光的频率就有无限多,产生了无限多种光子。光子的存在太谎缪了。
光的波粒二象性是指:光既具有波动性,又具有粒子性。
光具有波动性:有两个实验可以很好的证明,光的干涉和光的衍射
光的干涉可以看出光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象,证实了光具有波动性。
波的衍射是指机械波可以绕过小孔或障碍物而继续向前传播的现象。
上图中光的衍射可以很清楚的看到光遇到障碍物以后会或多或少的偏离几何光学中的直线传播定律。因此,证实了光具有波动性。
光具有粒子性:有一个现象称为光电效应,就是照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。这种电子称为光电子,光子像其他粒子一样具有能量证实了光的粒子性。
在双缝实验中
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