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“光的本性”几个易混淆问题释疑 | |||||
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2008-10-21 | |||||
“光的本性”一章研究光的现象较多,令人难记.定性的多,较难分析解释,有些概念比较抽象,颇费理解.教学中,对于一些易混淆的问题应向学生讲解清楚,帮助他们深刻认识光的本性. 问题1 关于光的本性有几种学说?各种学说的代表人物是谁? (1)微粒说 这个学说是17世纪末提出的,代表人物是牛顿.牛顿根据光的直线传播、光的反射和折射、光具有能量等特点,提出光是由一种具有完全弹性的球形微粒大量聚集而成的,这些微粒在均匀介质中以极高的速度做直线运动. (2)波动说 这个学说的代表人物是与牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯.他根据光与机械波有类似特征,提出光是以光源为振源的某种振动,光是在一种特殊的弹性物质“以太”中传播的弹性机械波.但实验证明这种“以太”物质是不存在的. 从现代光学论来看,微粒说和波动说都没有能揭示光的实质.在当时的实验条件下各自只能解释一些光现象,但又有一些无法解释的问题. (3)电磁说 这个学说的代表人物是麦克斯韦.19世纪后期,麦克斯韦根据理论上得到的电磁波的速度与实际测得的光速相同、电磁波和光都可以在真空中传播而不需要介质等,预言光是一种电磁波.后经赫兹实验证实电磁波确实存在,这样光的电磁说就诞生了. 经过一系列科学家的努力,测出了光波的波长,并同各种电磁波一起组成了排列有序的电磁波谱,光作为一种电磁波在电磁波谱中占据了它应有的位置.光的电磁说使光的波动理论发展到了相当完美的程度,取得了很大的进步,使人们在对光的认识上跨进了一大步. (4)光子说 这个学说的代表人物是爱因斯坦.光子说的要点是:光由光子组成,在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,每个光子具有能量E=hν. (5)光的波粒二象性 现在,科学家对光的本性的认识是:光具有波粒二象性.个别光子的行为显示出波动性;频率越高的光子,能量越大,粒子性越明显,但这种粒子又不同于宏观现象中的质点;大量光子的作用显示出波动性,频率越低,波动性越明显,但它又不同于机械波,亦不同于电磁振荡产生的电磁波. 问题2 光的波粒二象性是不是折衷主义? 值得说明的是,光的波动性(电磁说)和粒子性(光子说)不同于宏观机械波(波动说)、宏观质点(微粒说). 问题3 白光经三棱镜色散后得到的彩色条纹与白光通过双缝干涉后得到的彩色条纹的图样和形成过程有何不同? 它们图样的形成过程有本质区别:双缝干涉形成的彩色条纹中,每一种颜色是由两列波叠加使某种色光相互加强而成.三棱镜色散而成的彩色条纹中的每一种颜色,却是由组成白光的各单色光经棱镜折射后产生不同程度的偏折,从而相互分开形成的. 问题4 光的干涉与衍射有何区别? |
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