双缝干涉实验为什么能证明光具有波动性特征?

薇薇cherry


我们现在都知道,光具有微粒性和波动性,但追述到17世纪,光的本性还存在争议,牛顿的“范式”更偏向于光的微粒说发展,细微流质说观点得到了大多数学者的支持!而光的波动说学派的胡克、惠更斯由于波动说有诸多困难(例如它难以解释光的直线传播,偏振;另外传输光波的以太物质也值得回忆)一直没有收到学术界的足够重视。

杨氏干涉实验(证明了光波同水波一样的干涉性,提出了干涉原理),是光波动说复兴的开始,推动了光波动说的发展,通过实验首次测定了可见光的波长,继而提出了光波是像水波一样的横波,从而为光的波动说,奠定了基础,推动了波动说乃至整个光学的发展。




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我最近在拜读姚启钧教授的《光学教程》,希望我的回答能对您能有所帮助:

当我们要证明一个东西有什么样的性质,那么就要把这个性质体现出来。在条件允许的情况下(相位差恒定,频率一致,介质相同)波是可以发生干涉现象的,换句话来说,出现干涉现象的一定是波。

有了这个思路,我们要证明光具有波动性,只要把它的干涉现象体现出来就行。要体现出光的干涉现象,就要满足(相位差恒定,频率一致,介质相同)的条件,而双缝干涉实验恰恰提供了这样的条件,所以就可以证明光具有波动性。

实际上,只要让光波满足以上三个条件,光就可以发生干涉现象。除了托马斯杨的双缝干涉实验,还有如菲涅尔双面镜干涉实验等许多实验都可以使得光产生干涉现象,从而证明光具有波动性。

另外,现代物理学认为,粒子都是具有“波粒二象性”的,比如电子的粒子性就更强一些,但汤姆孙已经证明其波动性,可见光(光子)作为300nm~710nm的电磁波,它的波动性和粒子性都是可以通过实验进行证明的。




不栖科普


简单的说只有波动性通过调制,才会出现有的地方增强,有的地方比较弱的这样一种情况。

在量子力学里,双缝实验(double-slit experiment)是一个测试量子物体像光或电子等等的波动性质与粒子性质的实验。双缝实验所需的基本仪器设置很简单。拿光的双缝实验来说,照射相干光束于一块内部刻出两条狭缝的不透明挡板。在挡板的后面,摆设了照相底片或某种侦测屏,用来记录通过狭缝的光波的数据。从这些数据,可以了解光束的物理性质。光束的波动性质使得通过两条狭缝的光束互相干涉,造成了显示于侦测屏的明亮条纹和黑暗条纹,这就是双缝实验著名的干涉图案。可是,实验者又发觉,光束总是以一颗颗粒子的形式抵达侦测屏。

双缝实验也可以用来检试像电子一类粒子的物理行为,虽然使用的仪器不同,都会得到类似的结果,显示出波粒二象性。



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首先,干涉和衍射是波的特性,出现干涉和衍射就说明光有波动性.干涉实验是用来证明光有干涉和衍射特性的,既然有干涉和衍射特性就肯定具有波动性.

其次,在双缝实验中要先有衍射才有干涉,没有衍射的话从双缝中透出的光是不会相交,也就不会发生干涉的.明暗条纹的出现说明干涉现象存在,所以衍射现象自然就存在.

第三,明暗条纹是干涉产生的.干涉现象造成标靶上的光局部被增强,局部被减弱.增强的区域形成亮斑,减弱的区域形成暗斑.


十点一刻3


对于外行初入门者什么叫双缝干涉都是听不懂的行业黑话,你就看它显出的一黑一白图案就明白啦,黑代表有,白代表无,一份一份的,又如水波,高起的代表有(黑条),凹下去代表无(白条)成水波了吧?所以说光这个东西是一份一份的其行业黑话叫光波或光子,并非像栗子的粒子而是一份一份的份子,是一个断续现象,有是如水波高处,无(断)是水波凹下处,比喻叫波动性特征,你们农民干快把大米改名黄金珠就可卖贵让他们也听不懂啦。


霜叶9975


双缝干涉实验:波的叠加效应就是光明暗波纹现象,而粒子只有入射与反射现象!所以这个实验能证明光有波的性质!


丰度数学


因为干涉相长相消出现条纹是波的重要特点,基础光学中也提到干涉衍射是波动性的重要特征。


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