光的本质 - 副本.pptVIP

First 什么是光 “什么是光”这个问题很早就引起了许多学者的关注，直到17世纪，基本上形成了两种学说。 一种是牛顿支持的微粒说，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播。 另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是某种振动，在弹性介质中以波的形式向周围传播。 波动说 微粒说 实验证明光的粒子性 2.光的反射、折射 3.光电效应赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。 4.康普顿效应 光与自由电子发生弹性碰撞时，电子获得能量，光子能量减小，光的频率变小，波长变长 但是，微粒说并不是“万能”的，比如，它无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互不干扰地独立前时，为什么光线并不是永远走直线，而是可以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象．  证明光的波动说：1.单孔衍射 圆孔衍射 2.杨氏双缝干涉： 平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,平行光的光波会同时传到狭缝,它们就成了两个振动情况总是相同的波源,它们发出的光在档板后面的空间相互叠加,就发生了干涉现象. 图为白光双缝干涉图像 爱因斯坦的整合 爱因斯坦对以上两种学说进行了整合，并提出了“波粒二象性（wave-particle duality）”，“波粒二象性”是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。 认识光的本质的意义 200多年的波粒之争给了我们许多启示：科学的发展是一个艰难而曲折的过程、是一个积累和斗争的过程，它迫使我们去创造新的观念和新的理论。科学的发展离不开探索，离不开百家争鸣的大环境，离不开不迷信权威和敢于向权威提出挑战的求实精神和批判精神。我们不仅可以学到知识，还可以培养科学素养，增加我们对试验等技能的掌握。 * * * * 物理科学与技术学院 物理学一班 赵文全 杜月 皮永波 徐英 根深蒂固的微粒说 　　１７世纪的科学巨匠牛顿，也是光学大师， 关于光的本性，牛顿牛顿：“光是一种细微的大 小不同的而又迅速运动的粒子。”牛顿用微粒说 轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象． 由于微粒说通俗易懂， 又能解释常见的一些光学现象，所以很快获得 了人们的承认和支持． 1.光沿着直线传播 英姿焕发的波动说 惠更斯原理是近代光学的一个重要基本理论。 但它虽然可以预料光的衍射现象的存在，却 不能对这些现象作出解释 ，也就是它可以 确定光波的传播方向，而不能确定沿不同方 向传播的振动的振幅。因此，惠更斯原理是人 对光学现象的一个近似的认识。直到后来，菲 涅耳对惠更斯的光学理论作了发展和补充，创 立了“惠更斯--菲涅耳原理”，才较好地解释了衍射现象，完成了光的 波动说的全部理论。他说，如果光是微粒性的，那么光在交叉时就会因 发生碰撞而改变方向。可当时人们并没有发现这现象，而且利用微粒说 解释折射现象，将得到与实际相矛盾的结果。因此，惠更斯在1690年出 版的《光论》一书中正式提出了光的波动说，建立了著名的惠更斯原理。 在此原理基础上，他推倒出了光的反射和折射定律，圆满的解释了光速 在光密介质中减小的原因，同时还解释了光进入冰洲石所产生的双折射 现象，认为这是由于冰洲石分子微粒为椭圆形所致。 衍射（Diffraction）又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象。 定义：光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现象。 包括：单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑 单缝衍射原理图和实验现象 3.泊松亮斑 实验示意 光的干涉是指若干个光波（成员波）相遇时产生的光强分布不等于由各个成员波单独造成的光强分布之和，而出现明暗相间的现象。光的干涉现象的发现在历史上对于由光的微粒说到光的波动说的演进起了不可磨灭的作用。1801年，托马斯·杨提出了干涉原理并首先做出了双狭缝干涉实验。 实验效果 不同的角度将会得到不同的结论， 然而实验就是在不断的论证中获得新的收获。