雙縫干涉實驗為什麼能證明光具有波動性特徵?

薇薇cherry


我們現在都知道,光具有微粒性和波動性,但追述到17世紀,光的本性還存在爭議,牛頓的“範式”更偏向於光的微粒說發展,細微流質說觀點得到了大多數學者的支持!而光的波動說學派的胡克、惠更斯由於波動說有諸多困難(例如它難以解釋光的直線傳播,偏振;另外傳輸光波的以太物質也值得回憶)一直沒有收到學術界的足夠重視。

楊氏干涉實驗(證明了光波同水波一樣的干涉性,提出了干涉原理),是光波動說復興的開始,推動了光波動說的發展,通過實驗首次測定了可見光的波長,繼而提出了光波是像水波一樣的橫波,從而為光的波動說,奠定了基礎,推動了波動說乃至整個光學的發展。




h0010


我最近在拜讀姚啟鈞教授的《光學教程》,希望我的回答能對您能有所幫助:

當我們要證明一個東西有什麼樣的性質,那麼就要把這個性質體現出來。在條件允許的情況下(相位差恆定,頻率一致,介質相同)波是可以發生干涉現象的,換句話來說,出現干涉現象的一定是波。

有了這個思路,我們要證明光具有波動性,只要把它的干涉現象體現出來就行。要體現出光的干涉現象,就要滿足(相位差恆定,頻率一致,介質相同)的條件,而雙縫干涉實驗恰恰提供了這樣的條件,所以就可以證明光具有波動性。

實際上,只要讓光波滿足以上三個條件,光就可以發生干涉現象。除了托馬斯楊的雙縫干涉實驗,還有如菲涅爾雙面鏡干涉實驗等許多實驗都可以使得光產生干涉現象,從而證明光具有波動性。

另外,現代物理學認為,粒子都是具有“波粒二象性”的,比如電子的粒子性就更強一些,但湯姆孫已經證明其波動性,可見光(光子)作為300nm~710nm的電磁波,它的波動性和粒子性都是可以通過實驗進行證明的。




不棲科普


簡單的說只有波動性通過調製,才會出現有的地方增強,有的地方比較弱的這樣一種情況。

在量子力學裡,雙縫實驗(double-slit experiment)是一個測試量子物體像光或電子等等的波動性質與粒子性質的實驗。雙縫實驗所需的基本儀器設置很簡單。拿光的雙縫實驗來說,照射相干光束於一塊內部刻出兩條狹縫的不透明擋板。在擋板的後面,擺設了照相底片或某種偵測屏,用來記錄通過狹縫的光波的數據。從這些數據,可以瞭解光束的物理性質。光束的波動性質使得通過兩條狹縫的光束互相干涉,造成了顯示於偵測屏的明亮條紋和黑暗條紋,這就是雙縫實驗著名的干涉圖案。可是,實驗者又發覺,光束總是以一顆顆粒子的形式抵達偵測屏。

雙縫實驗也可以用來檢試像電子一類粒子的物理行為,雖然使用的儀器不同,都會得到類似的結果,顯示出波粒二象性。



cad0


首先,干涉和衍射是波的特性,出現干涉和衍射就說明光有波動性.干涉實驗是用來證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動性.

其次,在雙縫實驗中要先有衍射才有干涉,沒有衍射的話從雙縫中透出的光是不會相交,也就不會發生干涉的.明暗條紋的出現說明干涉現象存在,所以衍射現象自然就存在.

第三,明暗條紋是干涉產生的.干涉現象造成標靶上的光局部被增強,局部被減弱.增強的區域形成亮斑,減弱的區域形成暗斑.


十點一刻3


對於外行初入門者什麼叫雙縫干涉都是聽不懂的行業黑話,你就看它顯出的一黑一白圖案就明白啦,黑代表有,白代表無,一份一份的,又如水波,高起的代表有(黑條),凹下去代表無(白條)成水波了吧?所以說光這個東西是一份一份的其行業黑話叫光波或光子,並非像栗子的粒子而是一份一份的份子,是一個斷續現象,有是如水波高處,無(斷)是水波凹下處,比喻叫波動性特徵,你們農民幹快把大米改名黃金珠就可賣貴讓他們也聽不懂啦。


霜葉9975


雙縫干涉實驗:波的疊加效應就是光明暗波紋現象,而粒子只有入射與反射現象!所以這個實驗能證明光有波的性質!


丰度數學


因為干涉相長相消出現條紋是波的重要特點,基礎光學中也提到干涉衍射是波動性的重要特徵。


分享到:


相關文章: