从光的干涉现象谈光的本性

对于光本性的认识，始终存在着波动性与粒子性的争论，光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果．在解释一些现象如干涉和衍射时，人们就用波动说去解释，而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明．这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受，其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下．本文正是从这一出发点来探讨光的本性．     

从波粒二象性谈光子螺旋运动假说

关于光的本性的学说,１７世纪荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动说,认为光具有波动性质,是一种机械波,由发光体引起,依靠媒质向空间连续传播;英国物理学家牛顿提出了光的粒子说,认为光是由极小的粒子组成,是发光体发出的弹性粒子流,在均匀介质中按力学定律在空间作匀速直线运动。这两种相对立的学说各有其合理性,如波动说解释了光的干涉、衍射现象;微粒说解释了光的直进及反射等现象。１８４６年,法拉第（Ｆａｒａｄａｙ）发现光的振动面在磁场中发生旋转,这表示光学现象与磁学现象间存在内在联系。１８５６年韦伯（Ｗｅｂｅｒ…     

人类对光本质认识的历程

光的本质是什么?2000多年来人们先后提出一些不同的模型,试图从理论上加以解释。本文介绍人类对光本质的认识如何从初级到高级的发展过程。 1 微粒说和波动说的提出 光是一种微粒流的观点起源于古希腊。公元前6至公元前4世纪的毕达哥拉斯(Pythagoras)、德谟克利特(Dermocritus)等人提出物体发射微小粒子进入人眼引起视觉。这是粒子说的萌芽。1637年笛卡儿(Deseartes)在《屈光学》一书中首先明确提出光是机械微粒的观点,他认为光是由大量而细小的弹性粒子所组成的。     

波动说与微粒说的争论及其科学哲学意义

光的波动说与微粒说之争,从17世纪初开始,至20世纪初以波粒二象性告终,前后共经历了近300年的时间·惠更斯、胡克、牛顿、托马斯·杨、菲涅耳、爱因斯坦等多位著名的物理学家成为这一论战双方的主辩手.光到底是波还是粒子,所有的微观粒子是波还是粒子,你和我到底是波还是粒子,这个物质世界到底是波还是粒子?本质是什么?有没有本质?波粒二象性的意义在一定程度上告诉了我们答案.     

近代物理十二问

一、何谓波粒二象性？答：象者,形态也。波和粒子是物质存在的两种形态。光既具有波动性,又具有粒子性。这一点已被干涉衍射实验和光电效应现象证明。把光仅仅认为是波或粒子的观点都是片面的。     

微观粒子的二象性和波函数的统计解释

一微观粒子的二象性二象性是从对光的本性认识讨论中提出的。人们对光的本性认识是螺旋上升的。早期,牛顿认为光是由微粒组成的。惠更斯倡议的光的波动说,只是在十九世纪二十年代经过菲涅尔、杨氏等人光的干涉和衍射实验证实后,才被人们普遍承认。到了十九世纪下半叶,经过麦克斯韦、赫兹等人的工作,肯定了光是电磁波。而光电效应及黑体辐射的规律揭示出:把光看成只有波动性是片面的,这又促使人们重新认识到光的粒子性的     

波粒二象性知识总结与解题指导

一、波粒二象性的基本概念知识总结：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。光电效应说明光具有粒子性。光既具有波动性，又具有粒子性，因此光具有波粒二象性。实物粒子也具有波粒二象性，与实物粒子相联系的波（德布罗意波，也叫物质波）是一种概率波。     

利用物理学史料对学生进行科学方法的教育

一、利用史料对学生进行实验方法教育 物理学是一门以实验为研究基础的学科。在物理学中，每个概念的建立，每个定律的发现，都有赖于坚实的实验基础。例如，在讲光的本性时我们可给学生讲一讲物理学关于光的粒子说和波动说的争论，再说明托马斯·扬的双缝干涉实验证实了光的波动说，说明光具有波动性。又如，在历史上曾认为热是一种物质，但１７８９年，伦福德注意到，在给炮筒钻孔时，炮筒的温度升高，钻削下的金属屑的温度更高。他通过在尽量绝热的条件下进行的一系列钻孔实验，发现钻孔前后金属的比热并未改变。根据这一实验结果，伦福…     

如何正确理解光的波粒二象性

<正>光到底是粒子还是波困扰了科学界几百年,主要原因来自于对于光是波或是粒子的解释存在相互不协调。直到20世纪20年代"波粒二象性"的提出,关于光本质问题的争论才告一段落。目前光的波粒二象性是被科学家普遍认可的观点,这一论断可以解释很多光的现象。波粒二象性是指某种物质同时具备波和粒子的特征,是量子力学中的一个重要概念。对于波粒二象性这么重要的概念科学家探索的脚步从来就没有停止过,从早     

对光本质认识的发展历史

人们对于光的认识，在历史上，中国可追溯到春秋时期墨子在《墨经》中的记载，西方可追溯到欧几里得在《反射光学》中的记载，这两本古书中均有大量光学现象和成像方面的描述．其后，人们探索和理解光的本质的步伐也从来没有停止，在17世纪，以牛顿学派认为的光的粒子说和以惠更斯学派认为的光的波动说展开了激烈争论，     

解释光的波粒二象性

考虑原子的发光过程,原子从高能级跃迁到较低能级需要一定的时间,在这段时间内原子连续地释放能量而发出光,释放的总能量为hv,这份能量以波的形式沿一定方向传播,形成一波列,其频率为v。我们知道,在真空中,对电磁波,波列形状不改变(见曾谨言《量子力学》P.617).在光现象中质能转换关系E=mc~2表现得较为明显,我们既可把光看成是携带能量hv的波列的传播,也可把光看成是质量为m=E/c~2=hv/c~2的光子的运动,只不过在某些方面光以波动的能量形式出现,而在另一些方面则以粒子的形式出现(光与物     

从牛顿粒子说到爱因斯坦光子论

光具有波粒二象性,在粒子性方面,牛顿提出过光的粒子说,爱因斯坦提出过光子理论。 牛顿在发现光通过棱镜的色散、牛顿环,光的衍射和光通过晶体形成双折射等现象的同时,根据光的直线传播性,认为光是一种微粒流,粒子从光源飞出来,在均匀的物质内以力学定律作等速直线运动。 按照光的粒子理论可以对光的反射定律进行解释,认为粒子象一个个小球,在平面     

微观客体的波动性和粒子性并非一对矛盾

光与实物微粒同时具有波动和粒子的双重性质,这种性质称为波粒二象性,这是量子力学的实验基础,是二十世纪科学发展史上具有重大科学革命意义的基本概念.多年来在一些广为流传的教科书中存在着这样一种观点,波动性和粒子性是微观客体中的一对“矛盾”,有人说是一对“基本矛盾”,在这种矛盾中存在着“矛盾的主要方面和次要方面”,矛盾双方“在一定条件下可以互相转化”即“波动性可以转化为粒子性,粒子性也可以转化为波动性”等等,笔者认为这些观点值得商榷.     

对“光的波粒二象性”的认知与教学

光电效应以及康普顿效应表明了光具有粒子性 ;光的干涉和光的衍射表明了光具有波动性 .光是一种波 ,同时也是一种粒子 ,光具有波粒二象性 .光的波粒二象性为德布罗意的物质波的提出和量子力学的建立提供了实验基础 .但“光的波粒二象性”对大数中学生来说 ,都感到很抽象 ,比较难于理解 .笔者从认知的角度谈谈难于理解的原因 ,以及在教学过程中突破这一难点的方法 .一、认知原因皮亚杰认为 ,学习的过程就是图式、同化、顺应和平衡所构成的认知过程 .建构主义学习理论的一个重要概念是图式 ,图式是指个体对世界的知觉理解和思考方式 .我们在思…     

玻尔与爱因斯坦关于量子力学诠释的争论

围绕着量子力学理论体系的物理解释问题,以玻尔为首的哥本哈根学派与爱因斯坦等人展开了旷日持久的论争。这是物理学发展史上持续时间最长、斗争最激烈,最富哲学意义的论战之一。爱因斯坦虽然赞成光具有渡粒二象性的提法,但却坚信波和粒子这两个侧面可以因果性地相互联系起来。而玻尔则固守光的波动理论,否认光量子基本方程的有效性,并强调要同经典的力学概念作彻底的决裂。1923年康普顿实验证买了光量子的粒子特     

光的粒子性(高二、高三)

光是电磁波,同时也是粒子,它具有波粒二象性.在光的波长较短时,其粒子性较为突出.能证实光的粒子性的实验有光电效应、康普顿效应等.爱因斯坦的光子说认为,光是不连续的,而是一份一份的,每一份光叫做一个光子.光子的能量为E=hv(v是光波的频率),     

物理印象②

~~在美国西雅图召开的美国天文学会会议上,美国密苏里大学的理论物理学家瑟格·考培林及美国国家射电天文观察站的天文学家爱德华·福马隆特报告说,他们测量出了引力移动的速度,结果与爱因斯坦作出的“引力是以光速移动”的预测一致。这一测量是使用美国的“长基线阵列”射电望远镜和一台德国的射电望远镜共同进行的。他们测量了木星的引力场在一个遥远的、明亮的星系散发的射电波中的折射效应,并由此得出结论,认为引力传播的速度与光速接近。但是,数位理论物理学家肯定地说,二位天文学家对该实验结果的解释存在致命的缺陷。2003年,几个研究…     

物理教学中“类比法”的应用

类比的方法是一种逻辑推理形式，由已知的甲事物的发展规律去预言未知的乙事物的发展规律，尽管这种方法并不完全可靠，所得结论尚待科学实验和生产实践去检验，但它却具有开拓思路的效用，在物理学的发展过程中起着重要作用，如惠更斯把光现象与声现象类比提出光的波动说；德布罗意从人们对光的微业性的忽视，联想到人们对实物粒子的忽视，从而提出物质波的假说；卡诺把热机与水轮机相类比，而卢瑟福的原子有核模型是与太阳系行星运动模式相类比得出的。     

组织好"光的本性"教学着重培养学生能力

"光的本性"一章的教学基本上是按照人们对光的本性的认识过程层层展开的,即循着人类认识历史的线索,引导学生逐步认识光的波粒二象性.而对于光的干涉、衍射和光电效现象,学生在生活中不太熟悉,因此,无论是光的波动说还是光的粒子说,都要经过深入思考、分析和抽象才能透彻理解,这就要求教师在本章的教学过程中,在精心设计教案的前提下,着意点拨,分层次地培养学生的能力,激发学生学习的积极性和主动性,创设学生独立思考、观察的条件,使本章抽象、琐碎的知识学起来易懂、易记,提高教学效果.     

请你猜谜

很久以前,有一座山林被人们称之为“食人山”。食人山的森林茂密得像一朵散开的蘑菇云,而且森林是一片接一片的,一眼望不到尽头。相传有一种极其聪明的动物生活在这座山里,这种动物浑身都是宝,只要有人能抓住并吃掉它的话,就能长生不老。奇怪的是,只要有人一踏进这座食人山,就没有人能够活着出来。因此这座山林就被人们称之为恐怖的“食人山”。有人猜测山林里可能有一种引力,这种引力把人吸附住了不能出来;还有人猜测说山林里有一种魔兽,它是奉上天之命来保护那些珍贵动物的……总之,科学的、不科学的,都被人们猜测过了。可到底是什么原因…