光到底是粒子還是波?

用戶3708573291


“光”是我們日常生活中最常見也最普通的物質,我們無時無刻不生活在光之中。

牛頓認為,光很有可能是由粒子組成,提出了光的“微粒學說”。而這種組成光的粒子就被稱為“光子”。

但是隨著研究的深入,逐發現,光的本質並不簡單。光除了可以直射之外,在一定的條件下,光還可以進行反射、衍射、折射和干涉現象。這些現象的產生說明牛頓提出的光理論並不合理。因此,更多的科學家更願意相信,光其實是一種“波”。

這個科學爭論一直持續了很久直到一個物理學上很詭異的實驗——雙縫干涉實驗。

自從雙縫干涉實驗之後,光到底是波還是粒子就一直困惑著世人,也引發了物理界的一眾爭論。直到愛因斯坦於1905提出的光量子假說來解釋雙縫干涉實驗的產物。從實驗可以看出光既不是單純的波,也不是單純的粒子,而是同時具有波和粒子的波粒二象性物質。

對於光究竟是波還是粒子,人類所知道的實在是微乎其微。

光到底是什麼,是波還或粒子還是新物質?我們目前還無法下定論,因為波粒二象性這是在現有的理論基礎上解釋的光的性質。也許有一天人類能夠研究明白光的性質。


吾有柴


首先,我們必須瞭解一個有趣的實驗。

雙縫干涉實驗

當有一個單色點光源發出光線,照射到有兩條距離較近悶平行細縫擋板上,在此擋板後的的接光屏上會出現像斑馬線一樣的明暗分明的平行線段。條件(相干光源:頻率相同,振動方向平行,相位相同或相位差恆定的兩列波)

要了解其原理,我們可以用類比的方法去整解。

找一個平靜無雜波的水面,在水中間放置有兩條平行縫的擋板(保證水能流過縫細),待水面平靜後在一側適當位置以適當方式使水面產生以一個點為中心的擴散水波,並觀察水波經過擋板後產生的波紋,類似下圖:

所以,形成條紋的原因是“水波”通過兩細逢後穿出的“水波”的波峰和波峰、波谷和波谷相疊加使兩個波峰形成波幅更強或更弱的波幅單色光經過雙縫後,在屏上產生了明暗相間的

干涉條紋。(當屏上某處與兩個狹縫的路程差是半波長的偶數倍時,則兩列波的波峰疊加,波谷與波谷疊加,形成 亮條紋。當屏上某處與兩個狹縫的路程差是 半個波長的奇數倍時,在這些地方波峰跟波谷相互疊加,光波的振幅互相抵消,出現 暗條紋 。)

這說明光具有波的性質。任何有波的性質都能產生干涉條紋。

但當你想要準確觀察每個“光子”的行徑時,奇怪的事就發生了

接光屏上的干涉條紋消失了!出現了兩條縫細對應的投影光線,這時“光子”就有了宏觀中粒子的性質。

所以光同時具有波和粒子的性質,這就是量子力學中的波/粒二象性。

這是微觀粒子的基本屬性之一。指微觀粒子有時顯示出波動性(這時粒子性不顯著),有時又顯示出粒子性(這時波動性不顯著),

在不同條件下分別表現為波動和粒子的性質。一切微觀粒子都具有波粒二象性。


古德里安大將


普遍認為光具有波粒二象性(即同時具有波的性質和粒子的性質)


問題來源

自從雙縫干涉實驗(號稱物理界最詭異的實驗之一)之後,光到底是波還是粒子就一直困惑著世人,也引發了物理界的一眾爭論,甚至還成了薛定諤的貓的發源地。

這樣的紛爭直到愛因斯坦的光量子假說的提出才告一段落。



波粒二象性

波粒二象性是愛因斯坦於1905提出的光量子假說來解釋雙縫干涉實驗的產物。

即認為光是一束束以光速運動的粒子流,且每一份光粒子都攜帶著一份能量。光一方面具有波的性質,如干涉、偏振、波動性,一方面又具有粒子的性質,如光電效應等。從這兩方面可以看出光既不是單純的波,也不是單純的粒子,而是同時具有波和粒子的波粒二象性物質。



值得注意的是這雖然是經過不斷探索得出的結論,但這也不是最後的答案。對於光究竟是波還是粒子,我們所知道的實在是微乎其微。

光到底是什麼,是波還是粒子,還是一種我們從未認識過的新物質?這也依然是當代科學家仍然苦苦思索的問題


愛了個科學


光只能是電磁波。電磁波是連續的也是可分。分細了就具有粒子性質,礦石收音機倍壓檢波,就是把無線波分成單波再疊加起來提高一倍輸出電壓。激光和光纖通信就是把光波分切成一份份的。愛因斯坦的光電效應,說光是連續的不可分切是繆論。光只能是電磁波,就具有波粒二象性。光子不存在,光子要是存在就沒有波動性,要有波動性,光子就不是直線運動,就會超光速。光在真空中速度最大,射入玻璃後速度減慢,從玻璃出來後射入真空,又恢復原來速度。光是電磁波就做得到。如果光是光子,玻璃中速度慢了的光子,如何能變快恢復原來的速度呢。光子,光量子是騙人的繆論。


cx1944


光具有波粒二象性,並不是說它某一時刻表現的就是粒子性,某一時刻表現的就是波動性,而是時時刻刻既體現粒子性,又體現波動性。

粒子性說的是某種粒子具有動量,質量,電荷量等粒子具有的物理屬性,波動性說的是它沒有確定的軌道,每次觀察時它在某個地方出現的概率密度是波函數的模方,而不是說它本身是實在的波動


樹山有路


光具有波粒二項性,愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗.即認為光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子都攜帶著一份能量.光量子說受到普朗克量子說的很大影響.普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性.愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性.

光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等;另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子,而是具有波粒二象性的物質.這是認識上的不斷加深而得到的結論.應該注意這也還不是最後的答案.對於光的本性,雖然經過這麼多年的探索,我們所知道的也的確是太少了.光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子,而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題.


尋找出走的風箏


光具有波粒二項性,愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗.即認為光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子都攜帶著一份能量.光量子說受到普朗克量子說的很大影響.普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性.愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性.\r

光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等;另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子,而是具有波粒二象性的物質.這是認識上的不斷加深而得到的結論.應該注意這也還不是最後的答案.對於光的本性,雖然經過這麼多年的探索,我們所知道的也的確是太少了.光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子,而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題.





多多樂樂


個人認為,光是粒子與能量的結合體!單粒子不可見,單能量不可見,粒子與能量相互之間的激發與碰撞,或者說反應,從而顯現出來的對比現象!觀測者又有與能量和粒子之間反應的反應從而形成了對比造就了光的現象!

如真空真的存在,光是不可能顯相的,粒子如無能量參與,粒子也是不會顯象的,正是因為能量與粒子之間相互的關係從而激發出了現象對比,與觀測者本身特性造就了不同的相類似的表象特性!同為光,色盲與正常人看到的現象也是不同的,也就是說觀察者也有著自有特性造就的顯象差別!波粒二象性是光象的本質,因這種現象需要能量與粒子之間相互關係才能顯示對比出來!

其中的道理出自臆想!與太極圖的靈感激發(此文僅供娛樂[我想靜靜])


若無極


光具有波粒二項性,愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗.即認為光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子都攜帶著一份能量.光量子說受到普朗克量子說的很大影響.普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性.愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性.

光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等;另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子,而是具有波粒二象性的物質.這是認識上的不斷加深而得到的結論.應該注意這也還不是最後的答案.對於光的本性,雖然經過這麼多年的探索,我們所知道的也的確是太少了.光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子,而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題.


奔跑的然並卵


要最最通俗的理解?好吧,可以參照“蛇”這種動物,光是一個會波動的粒子。不過跟蛇一樣,某些時候它會“盤”起來,某些時候會扭來扭去。但是說到底,它就是那麼個玩意兒,有些人還管它叫“長蟲”呢,但是我們都知道它不屬於昆蟲。叫什麼真的很重要麼?


分享到:


相關文章: