光到底是粒子还是波?

用户3708573291


“光”是我们日常生活中最常见也最普通的物质,我们无时无刻不生活在光之中。

牛顿认为,光很有可能是由粒子组成,提出了光的“微粒学说”。而这种组成光的粒子就被称为“光子”。

但是随着研究的深入,逐发现,光的本质并不简单。光除了可以直射之外,在一定的条件下,光还可以进行反射、衍射、折射和干涉现象。这些现象的产生说明牛顿提出的光理论并不合理。因此,更多的科学家更愿意相信,光其实是一种“波”。

这个科学争论一直持续了很久直到一个物理学上很诡异的实验——双缝干涉实验。

自从双缝干涉实验之后,光到底是波还是粒子就一直困惑着世人,也引发了物理界的一众争论。直到爱因斯坦于1905提出的光量子假说来解释双缝干涉实验的产物。从实验可以看出光既不是单纯的波,也不是单纯的粒子,而是同时具有波和粒子的波粒二象性物质。

对于光究竟是波还是粒子,人类所知道的实在是微乎其微。

光到底是什么,是波还或粒子还是新物质?我们目前还无法下定论,因为波粒二象性这是在现有的理论基础上解释的光的性质。也许有一天人类能够研究明白光的性质。


吾有柴


首先,我们必须了解一个有趣的实验。

双缝干涉实验

当有一个单色点光源发出光线,照射到有两条距离较近闷平行细缝挡板上,在此挡板后的的接光屏上会出现像斑马线一样的明暗分明的平行线段。条件(相干光源:频率相同,振动方向平行,相位相同或相位差恒定的两列波)

要了解其原理,我们可以用类比的方法去整解。

找一个平静无杂波的水面,在水中间放置有两条平行缝的挡板(保证水能流过缝细),待水面平静后在一侧适当位置以适当方式使水面产生以一个点为中心的扩散水波,并观察水波经过挡板后产生的波纹,类似下图:

所以,形成条纹的原因是“水波”通过两细逢后穿出的“水波”的波峰和波峰、波谷和波谷相叠加使两个波峰形成波幅更强或更弱的波幅单色光经过双缝后,在屏上产生了明暗相间的

干涉条纹。(当屏上某处与两个狭缝的路程差是半波长的偶数倍时,则两列波的波峰叠加,波谷与波谷叠加,形成 亮条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是 半个波长的奇数倍时,在这些地方波峰跟波谷相互叠加,光波的振幅互相抵消,出现 暗条纹 。)

这说明光具有波的性质。任何有波的性质都能产生干涉条纹。

但当你想要准确观察每个“光子”的行径时,奇怪的事就发生了

接光屏上的干涉条纹消失了!出现了两条缝细对应的投影光线,这时“光子”就有了宏观中粒子的性质。

所以光同时具有波和粒子的性质,这就是量子力学中的波/粒二象性。

这是微观粒子的基本属性之一。指微观粒子有时显示出波动性(这时粒子性不显著),有时又显示出粒子性(这时波动性不显著),

在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质。一切微观粒子都具有波粒二象性。


古德里安大将


普遍认为光具有波粒二象性(即同时具有波的性质和粒子的性质)


问题来源

自从双缝干涉实验(号称物理界最诡异的实验之一)之后,光到底是波还是粒子就一直困惑着世人,也引发了物理界的一众争论,甚至还成了薛定谔的猫的发源地。

这样的纷争直到爱因斯坦的光量子假说的提出才告一段落。



波粒二象性

波粒二象性是爱因斯坦于1905提出的光量子假说来解释双缝干涉实验的产物。

即认为光是一束束以光速运动的粒子流,且每一份光粒子都携带着一份能量。光一方面具有波的性质,如干涉、偏振、波动性,一方面又具有粒子的性质,如光电效应等。从这两方面可以看出光既不是单纯的波,也不是单纯的粒子,而是同时具有波和粒子的波粒二象性物质。



值得注意的是这虽然是经过不断探索得出的结论,但这也不是最后的答案。对于光究竟是波还是粒子,我们所知道的实在是微乎其微。

光到底是什么,是波还是粒子,还是一种我们从未认识过的新物质?这也依然是当代科学家仍然苦苦思索的问题


爱了个科学


光只能是电磁波。电磁波是连续的也是可分。分细了就具有粒子性质,矿石收音机倍压检波,就是把无线波分成单波再叠加起來提高一倍输出电压。激光和光纤通信就是把光波分切成一份份的。爱因斯坦的光电效应,说光是连续的不可分切是缪论。光只能是电磁波,就具有波粒二象性。光子不存在,光子要是存在就没有波动性,要有波动性,光子就不是直线运动,就会超光速。光在真空中速度最大,射入玻璃后速度减慢,从玻璃出来后射入真空,又恢复原來速度。光是电磁波就做得到。如果光是光子,玻璃中速度慢了的光子,如何能变快恢复原来的速度呢。光子,光量子是骗人的缪论。


cx1944


光具有波粒二象性,并不是说它某一时刻表现的就是粒子性,某一时刻表现的就是波动性,而是时时刻刻既体现粒子性,又体现波动性。

粒子性说的是某种粒子具有动量,质量,电荷量等粒子具有的物理属性,波动性说的是它没有确定的轨道,每次观察时它在某个地方出现的概率密度是波函数的模方,而不是说它本身是实在的波动


树山有路


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.

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.


寻找出走的风筝


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.\r

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.





多多乐乐


个人认为,光是粒子与能量的结合体!单粒子不可见,单能量不可见,粒子与能量相互之间的激发与碰撞,或者说反应,从而显现出来的对比现象!观测者又有与能量和粒子之间反应的反应从而形成了对比造就了光的现象!

如真空真的存在,光是不可能显相的,粒子如无能量参与,粒子也是不会显象的,正是因为能量与粒子之间相互的关系从而激发出了现象对比,与观测者本身特性造就了不同的相类似的表象特性!同为光,色盲与正常人看到的现象也是不同的,也就是说观察者也有着自有特性造就的显象差别!波粒二象性是光象的本质,因这种现象需要能量与粒子之间相互关系才能显示对比出来!

其中的道理出自臆想!与太极图的灵感激发(此文仅供娱乐[我想静静])


若无极


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.

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.


奔跑的然并卵


要最最通俗的理解?好吧,可以参照“蛇”这种动物,光是一个会波动的粒子。不过跟蛇一样,某些时候它会“盘”起来,某些时候会扭来扭去。但是说到底,它就是那么个玩意儿,有些人还管它叫“长虫”呢,但是我们都知道它不属于昆虫。叫什么真的很重要么?


分享到:


相關文章: