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光是粒子还是波,光是粒子还是波

来源:整理 时间:2023-08-30 00:24:20 编辑:智能门户 手机版

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1,光是粒子还是波

都有 波粒二象性

光是粒子还是波

2,光 到底是更像粒子 还是更像波 呢

简单说,光既是粒子也是波,它具有波粒二象性,里头粒子性和波动性,光本质上是一种电磁波,也是能量的载体,而光粒子(光量子)也是电磁辐射的载体,在量子力学中,光粒子被认为是电磁作用的媒介子。
光是波粒二象性

光 到底是更像粒子 还是更像波 呢

3,光是什么是粒子还是波如果是波那么光波是由什么组成的 搜

哈哈,关于这个问题曾经有很多科学家讨论过这个问题,有一个作者写了一本书《上帝掷骰子吗?》以科幻小说的角度写的科普类书籍,你可以去看一看最后的结论是光既是是粒子也是波。波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。有什么不清楚可以追问,望采纳,O(∩_∩)O谢谢!
波传播的粒子振动是表面现象。飞越樊篱说得不错, 波本身不是物质 只是物质或能量的传播 。波传播是能量交换的过程,其中一定有两个不同形式的力在起作用。一般的波都是由机械能(表现为惯性力)和弹性势能(弹力)。媒质必须具备两个条件才能进行波传播:一个是质量,能够产生惯性力;另一个是内应力(张力或者压力),能够产生弹力。比如,我们打击鼓的一面使它产生声波,通过空气另一面也会振动把声音传出去,好象声波穿过了鼓面。这是因为鼓面有同样的张力。如果鼓面没有张紧,大部分声音会被它吸收,好象声音没有穿过去。我和你有一样的理解:光波也是波。波有各种形式的波,光波是一种特殊的波。一般的波是物质波,必须在物质中表现,光波是电磁波,它可以(也必须)在电磁场中表现。只要有可能产生电磁场,就有可能传播光波。

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4,如何理解光既是波又是粒子

因为光具有波粒二象性。光的波粒二象性是指光既具有波动特性,又具有粒子特性。科学家发现光既能像波一样向前传播,有时又表现出粒子的特征。因此我们称光为“波粒二象性”。波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象:“好像有时我们必须用一套理论,有时候又必须用另一套理论来描述(这些粒子的行为),有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难,这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实,两种观点单独是无法完全解释光的现象的,但是合在一起便可以。” [1] 波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。
光是以光子为基本粒子组成,同时具有粒子性与波动性,称为波粒二象性。 光电效应说明了光的粒子性;双缝干涉实验说明了光的波动性。
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个人看法:波跟粒子共存确实超乎理解范围,因为波不是物质(比如声波无非是震动而已,空气动了两下就产生了声波,声波过去了空气还是空气),而粒子是物质,所以当时人们无法理解。好吧我现在也就只能接受无法理解。。。我觉得光是波又是粒子的说法不很正确,应该说光同时具备波和粒子的特性。在微观上,光是粒子性的,而在宏观上,光有具有波的性质。两者无非是一种表现而已。就好像洛伦茨力虽然永不做功,但你把通电导体放到磁场里面,又是能做功的(一部分做正功一部分做负功)。所以微观上洛伦茨力不做功,宏观上可以做功。这大概就是所谓波和粒子的关系

5,光是波还是粒子个人认为光属于波不可能

很多人对“波粒二象性”有一个误区,认为“波粒”是指波和粒子,其实,“波粒”是指波动性和粒子性,是指微观粒子表现出与波和粒子相似的“性质”,这里的主语是“性质”,并不是说它们就是波或者粒子.光的波动性相信你已经了解得很透彻了.对于光的粒子性,早在牛顿、惠更斯时代就开始争论了,但直到爱因斯坦对光电效应的解释和康普顿效应的发现,才由波尔最终提出“波粒二象性”的概念,并被人们所认可.光电效应,按照波动理论,光的振幅越大,能量越大,越应该击出更多电子,但事实并不是这样.爱因斯坦认为,只有将光想象成粒子那样,一个一个的,每一个都象粒子那样具有动量,当单个光子动量大到一定程度,就可以击出电子.康普顿效应,X射线的入射和出射频率为什么会发生变化?按照波动理论是无法解释的.也只有把光看作粒子,与电子发生碰撞后能量减小,才会出现出射频率降低.还有象前面ciqingkedai025所举的光的引力效应,按照波动理论电磁波不需要介质,引力场对无质量的物体不产生作用力,但光的路径发生了偏转.这种现象也只能按照粒子性质来解释.需要说明,光的波动性和粒子性是相辅相成的、缺一不可.并不是说,光体现出粒子性就没有波动性了.
1、光是怎样产生的 物质的原子都有一些分立的,不连续的能量状态(定态),其中基态能量最低最稳定,由于某种原因处于较高能量状态(叫激发态)的原子不稳定,稍微受到扰动就会回到基态,这个过程叫做跃迁,多余的能量转化为光子释放出来,这就是原子发光机制。 光子还可以在基本粒子碰撞过程中产生。2、光是物质 例如某原子某激发态的能量(叫能级)为e3,基态为e0,那么,原子由激发态跃迁到基态释放的光子能量为: e=e3-e0发光频率 v:由e=hv得v=e/h (h为plank常数)由einstein质能关系公式e=mc^2 (c为光速)光子运动质量m=e/c^2=hv/c^2光子的动量p=mc=hv/c光子的能量e=hv 光子是物质,有质量,有动量,有能量,可以和其他粒子碰撞同样遵循动量守恒和能量守恒(康普顿散射实验)。3、光哪里去了 发出去的光不见了,是光能转化为其他形式的能.比如,可以为基态原子所吸收,使原子跃迁到较高能级。还可以和某些基本粒子碰撞转化为新的基本粒子。4、光的本性 具有波和粒子双重属性,它是电磁波,具备波的基本属性,表现为干涉衍射;同时还具有粒子属性,表现为质量动量能量。遵循波动和粒子的规律。

6,光是粒子流还是波

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。
很多人对“波粒二象性”有一个误区,认为“波粒”是指波和粒子,其实,“波粒”是指波动性和粒子性,是指微观粒子表现出与波和粒子相似的“性质”,这里的主语是“性质”,并不是说它们就是波或者粒子。光的波动性相信你已经了解得很透彻了。对于光的粒子性,早在牛顿、惠更斯时代就开始争论了,但直到爱因斯坦对光电效应的解释和康普顿效应的发现,才由波尔最终提出“波粒二象性”的概念,并被人们所认可。光电效应,按照波动理论,光的振幅越大,能量越大,越应该击出更多电子,但事实并不是这样。爱因斯坦认为,只有将光想象成粒子那样,一个一个的,每一个都象粒子那样具有动量,当单个光子动量大到一定程度,就可以击出电子。康普顿效应,x射线的入射和出射频率为什么会发生变化?按照波动理论是无法解释的。也只有把光看作粒子,与电子发生碰撞后能量减小,才会出现出射频率降低。还有象前面ciqingkedai025所举的光的引力效应,按照波动理论电磁波不需要介质,引力场对无质量的物体不产生作用力,但光的路径发生了偏转。这种现象也只能按照粒子性质来解释。需要说明,光的波动性和粒子性是相辅相成的、缺一不可。并不是说,光体现出粒子性就没有波动性了。
人们在生活要观察各种客观事物,一刻也不能离开光,所以光学这一部门在物理学上是发展较早的。春秋战国时期,具有朴素的唯物主义的墨家学源,已经确切地知道光是沿着直线传播的,“光之人,照若射。”(《经下》)意思是:光线照射出来,像箭一样前进;当光照射到平面镜上时会发生反射;当光进入水中时,前进方面会有改变。由此人们逐步认识到光的直进、反射和折射的规律。十七世纪伊始,牛顿总结了前人观察的经验,提出了著名的光的“微粒说”,认为光线是从光源发射出来的大量弹性小球组成的,按力学定律以一定速度在真空或介质内高速直线飞行的微粒流。简言之,光是由一颗颗像小弹丸一样的微粒组成的粒子流。它在空气中直线行进,遇到物体后,一部分反弹回来,一部分穿透过去。微粒说用这种方式简单地解释了光的直进、反射和折射等现象。由于在17-18世纪牛顿力学在自然科学中占据支配地位,“微粒说”一时颇为流行,在整个十八世纪占着统治地位。后来,人们在实践中观察到了不少现象,“微粒说”无法做出科学解释。其一,光有“干涉现象”。当两束光在空间相遇时会产生明暗相间的条纹。这种干涉现象与微粒说发生了矛盾。因为光既然是微粒,当两束光相遇时,或者是穿透过去,或者发生碰撞,而不应该说互相干涉,出现明暗相间的阴影,明暗相间的阴影是波的一个特征。其二,光有“绕射或衍射现象”。1602年,人们又发现光并非永远走直线,它可以绕开障碍物的边缘而曲折前进。例如,如果让一束光线透过一个足够小的小孔,在孔后的屏幕上便可以看到一系列明暗相间的环组成的圆形,这就是光的衍射现象。以“微粒说”来看这种现象也是不可以理解的,因为通过小孔的光微粒只有在屏上照出一个明亮的点,怎么会出现一幅衍射图呢?其三,光有“双折现象”。当一束光射入某些透明晶体如方解石或石英时,会产生两束向不同方向折射的光,形成双折射。上述这些实验事实,都是“微粒说”无法解释的。危机必然孕育着新一理论突破。1687年荷兰物理学家惠更斯把光和声波、水波相类比,认为光是在某种特殊的弹性媒质中传播的机械波动,从而提出了著名的“波动说”。由此出现了光是“粒子”还是波“波动”的争论。虽然波动说能解释光的一些新总是比如光的衍射现象(根据“波动说”,这一现象很容易解释;衍射图是通过小孔后的光波相互叠加的结果,在光波加强的地方出现明亮的环,在光波相互减弱的地方会再现暗环),但因为它还很不完善,加上微粒说的拥护者利用牛顿在科学界的声望和权威,对波动说全盘否定,把它压下去了。这使得光学在整个十八世纪没有取得什么进展。十九世纪初,美国科学家托马斯?扬做了光的干涉实验。他用同一光源发出的光通过两条窄缝,在后面的屏幕上看到的不是两条亮线,而是明暗相间的条纹。在这个实验的基础上,他和菲涅耳等科学家又用理论论证和数学方法解释了光的传播、干涉、衍射何其它一些已知的光学现象。光的“波动说”悄然开始复兴。后来,有人用实验测得光在水中的传播速度比在空气中小(光在空气中的传播速度为30万公里/秒,在水中为22。5公里/秒),这和“微粒说”的预言完全相反,而和“波动说”的结论完全一致这样又重新引起了微粒说和波动说的论战。由于波动说能够较好解释已知的全部光学现象,“微粒说”却遇到了许多矛盾,因此波动说取得了巨大的胜利。十九世纪中叶以后,人们开始注意到了光现象和电磁现象的密切联系。1846,法拉第发现了偏振面在磁场中的旋转;韦伯等人发现电的电磁单位与静电单位的比值恰好等于光在真空中的速度。十九世纪六十年代,麦克斯韦在根据电磁实验材料和规律的基础上,建立了揭示电磁现象基本规律的电磁场理论。这个理论预言了电磁小的存在,并在1888年被赫兹用实验所证实。用电磁波议程还证明了电磁小在真空中的传播速度与真空中的 光速相等。1865年,麦克斯韦由此做作出结论说,光是一种电磁现象,光波是一种波长较短的电磁波,人们用眼直接看到的不同颜色的光,就是波长不同的电磁波,从而进一步证实了“波动说”的理论。这时,人们又把微粒说完全抛弃了,认为光就是波,而且只是波,并宣称对光的本性的认识已经到头了。然而十九世纪末二十世纪初,随着生产实践和科学实验田的深入发展,人们惊奇的发现,一些新的实验现象与光的“波动说”又发生了矛盾,产生了理论困难,1887年赫兹发现的光电效应就是其中一个。光线照射到某些金属的表现,光的能量部分地转化为热能并为金属所吸收,另一部分转化为金属中某些电子的能量,便这些电子逸出表面,从而产生光电流,这就是光电效应。边疆的光波怎么会产生不连续的电子呢?而且,从光是电磁波的角度来看,照射光越强,打出的电子能量应该愈大。但事实却不然,电子的能量与照射光的强度无关,而是由光的波长(或频率)来决定。波长减小光电子的能量增加;波长增大,光电子的能量降低。当波增加到某一界限值时,光电效应便消失。这确实令人不解。后来人们发现,看来是连续的光波,其能量分布却是一份一份不连续的。而能量的间断性,意味着运动主体也是间断的,即具有粒子性。这表明,光不仅具有波动说,而且有粒子性,那么,到底是“微粒说”正确,还是“波动说”正确呢?人们困惑不解。1905年爱因斯坦在新的实验基础上,提出了“光量子理论”,认为一束光是由一个个微粒子(亦称光量子、光子)组成的,而微粒子的运动又具有波动性。根据“光量子理论”,光电效应的特殊现象就容易得到解释。这样,人们对光拭目以待本质的认识似乎又回到了牛顿时代的“微粒说”。但是,实际上并不是这样,牛顿的“微粒说”把光归结为遵从古典力学规律的粒子机械运动,是机械论的。而爱因斯坦的“光量子理论却指出光子不是遵从古典力学规律运动的机械粒子。当它在空间传播时,波动性突出,显现出连续性的特征,如干涉、衍射、偏振等现象;当它与实物发生相互作用进行能量与能量交换过程时,微粒性突出,呈现出不连续的特征,如光电效应等。光既不单单是波,亦不仅仅是粒子,更非波和粒子的混合物。正如爱因斯坦指出的:“光——同时又是波,又是微粒,是连续的,同时又是不连续的。自然界喜欢矛盾……,”即是说,光既不是仅用微粒来说明,也不能只用波动来解释,光是波动性与粒子性的对立统一,具有波粒两象性。
光有波粒二象形,但是从本质上说由于光的能量是一份一份的,而每一份的能量非常非常的小所以我们看到的光的能量是连续的,而光本身就是电磁波
光的波粒二象性
文章TAG:粒子还是光是粒子还是波

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