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时间:2022-06-30 19:23:05 出处:慕容晓晓 阅读(143)

广发彩票网站入口,广发娱乐app下载最佳答案: 光是粒子流还是波? Thomas - 双缝衍射实验给出了所有的响应!

广发彩票网站入口,广发娱乐app下载300 多年前,牛顿认为光是由粒子流组成的。然而,荷兰物理学家惠更斯并不同意这一点,他说:光是一种波!为此,双方争论了多年。直到19世纪初,英国物理学家托马斯的实验证明牛顿的理论是错误的。

广发彩票网站入口,广发娱乐app下载在双缝实验中,光线照射在有两条缝的薄障碍物上,

广发彩票网站入口,广发娱乐app下载通过单缝和双缝的光线将被记录在背面的照相底片上

托马斯的实验后来被称为双缝实验。费曼甚至相信,关于量子力学的一切都可以从这个简单的双缝实验中探索出来!在上图中,我们可以看到光线照射在一个有两个狭缝的薄屏障上。

我们用照相板记录通过狭缝的光线,照片上越亮的区域,通过的光线越多!在实验中,我们将光源通过单缝和双缝,然后比较它们在照相底片上留下的图像。如果我们关闭左接缝并打开右接缝,照片将如下图所示。

在右侧狭缝打开的实验中,结果显示在照相板上

这是因为:照射到照相板的光线必须通过右边的狭缝,所以集中在照片的右侧。同样,如果我们关闭右接缝并打开左接缝,照片将如下图所示。

和上图类似,这次打开左边的狭缝,结果显示在照片板上

如果我们打开两个狭缝,根据牛顿的光粒子图像,感光板应该如下图所示。这是前两个数字的合成。

一般来说,如果我们把牛顿的光粒子想象成撞击墙壁的小粒子,穿过狭缝的光会集中在平行于狭缝的两个小区域。另一方面,光的波动画面在双缝打开时呈现出截然不同的画面。

牛顿光粒子观点预测:两个狭缝都打开,图像应该是上面两幅图像的组合

小编认为:我们可以把光波比作水波(因为结果差不多,水更容易想象)。当大量的水波流向障碍物时,穿过裂缝的水波会呈圆形扩散开来,就像扔进盆里的石头一样。

但是,当水浪从两条狭缝中扩散开来,重叠交汇时,相遇的水浪就会增加。这是两个波峰的高度之和。如果两个波谷相遇,水洼的深度也会增加。如果: 一条狭缝的波峰与另一条狭缝的波谷相遇,它们相互抵消。

两条狭缝的水浪向外扩张,波动有的地方加强,有的地方减弱。

其实消声器就是利用这个原理的。消声器测量输入的声音波形,然后产生相反的波形,相互抵消,消除噪音。

除了极度重叠的波浪之外:波峰与波谷、波谷与波谷、波峰与波谷;中间还有大量的局部加强和减弱波。

例如,我们和我们的朋友坐在小船上,与障碍物平行排列。当水浪经过时,每个人都会有不同程度的颠簸感。坐在波峰与波峰、波谷与波谷交汇处的人,有强烈的颠簸感;那些坐在波峰和波谷交汇处的人,凹凸会小得多。

照相底版记录照射到底版上的光强度。我们可以将水波参数应用于光的波动图像!科学家发现,当两个狭缝都打开时,照片板应该如下图所示。

图中最亮的区域是两条狭缝的波峰(谷)相交的地方;最暗的区域是波峰和波谷的交汇处,两侧相互抵消。这种明亮和黑暗的光带交错序列被称为波的干涉图案。

假设光是一系列波,当两个狭缝都打开时,来自每个狭缝的波会发生干涉

我们可以通过具体的实验来区分光的粒子图像和波图像。托马斯做了这种类型的实验来确认波型。牛顿的粒子理论被证明是错误的。后来,麦克斯韦为流行的光波观奠定了坚实的数学基础。

然而,爱因斯坦似乎通过光子理论恢复了牛顿的光粒子模型。当然,我们有一个类似的问题:一个粒子的图像如何解释上面显示的干涉图案?一些人推测光的波动特性,例如干涉图案,也可能来自光的粒子图像。

事实上,微观世界更加难以捉摸。即使光源的强度越来越弱,直到光子以较慢的速度一个接一个地撞击到感光板上,仍然会产生相同的结果!科学家发现,如果等待的时间足够长,大量分离的光子会穿过缝隙,每个光子撞击照相底片的点都会被记录下来,而这些点仍然会形成干涉图案。

这是非常神奇的。穿过狭缝撞击感光板的光子如何能独立、“协同”撞击感光板,产生明暗条纹干涉波呢?大多数人可能认为光子要么通过左侧狭缝,要么通过右侧狭缝,但事实并非如此。

这说明:爱因斯坦的光粒子与牛顿的光粒子有很大的不同。虽然光子也是粒子,但它们不表现出光的波动特性。众所周知,粒子的能量是由波的特性决定的:频率。因此,许多科学家认为这是波与粒子的奇异统一。

光电效应和双缝实验完全实现了这种统一。光电效应证明光具有粒子特性,双缝实验证明光可以表现出波的干涉特性。这两个事实结合起来证明了光具有粒子和波的特性。

在微观世界中,我们必须摆脱在宏观世界中形成的事物不是粒子就是波的直觉;我们应该接受它既可以是波也可以是粒子的事实。或许,这印证了费曼那句“没人懂量子力学”!最后,您对此有何看法,欢迎在评论区留言!

来自:科学的新视野

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