主题：【讨论】大讨论“光的波粒二象性”

都是高人啊，光的二相性，不怎么明白

原文由 atlas(atlas) 发表:
说服固执的人也是一门学问！

简单地说：只要P1、P2两束光在空间中某一地方汇合后出现黑色，也就是说两束光抵消了，就只能用波动性解释，也就是说只有波才存在相减的可能！两颗子弹同时打在你身上无论如何还是两颗子弹，不会为零颗。

P1.P2两象不是两束光,它是一束光通过一稍大的缝口后在屏上出现的比中间S1稍喑的象,研究表明P1.P2两象这样出现是发光体表面发出的光通过狭缝后部分光强能射到此点,而另一部分光不能射到此点所出现的明暗相间的光强分部象.如果这两个象相互叠加了,就会出现黑色条纹(或多条).

光的波动另一性质(色散),与黒色条纹出现是两个不同的概念,色散出现它不是来自于光里,它是两不同物质被介质偏振后所出现的一个现象.要了解更多的色散出现,在一些帖子上介绍了一种了解方法
(告诉大家一个简单的色散产生方法.你们实验室看有沒有三棱镜,随意把两个不同物质色拼成一个象,或多用几种不同物质色拼成几组不同物质象(拼成的象要稍大点,小了在理解或分析时会出现错乱).
这样通过三棱镜看物质之间的色散出现和变化(上下颠倒观察一下,不要只用黑白两色,可用红兰.红绿.或绿紫.绿黄......).
大家看看神秘的色散是怎样来的!)

楼主发这个贴子的目的是想说 ，他的实验能证明光的波动性。

楼主的帖子被z14753编辑了。增加了“光的波粒二象性简介”

先说下结论，要想证明你的实验是波动性的表现，那必须是有非常明晰的衍射条纹。

那为什么人们说光有波动性呢？

如果我们从没有上过学，那我们看到衍射条纹时，会想到这是光的波动性吗？

从“光的波粒二象性简介”中，可以看看这个理论是如何产生的。


对光认识的演变过程：


1》  １６３７，笛卡儿的《方法论》出版，在《方法论》的三个附录之一《折光学》，提出了两种假说。一种假说认为，光是类似于微粒的一种物质；另一种假说认为光是一种以“以太”为媒质的压力。

评论：为什么笛卡儿能假设光是一种以“以太”为媒质的压力呢？是什么让他产生了这个想法呢？忽然蹦现的思想火花吗？上帝的恩赐？
不管怎样，这个应该算是光的波动说的“雏形”。

2》  1655年，意大利的格里马第在观测放在光束中的小棍子的影子时，首先发现了光的衍射现象。据此他推想光可能是与水波类似的一种流体。
为了进一步证明他的猜想，他”让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上，这时得到了有明暗条纹的图像”。
到此，实验做完了，他根据这种与水波十分相像的现象，从而得出结论：光是一种能够作波浪式运动的流体，光的不同颜色是波动频率不同的结果。

评论：
      格里马第观察到单孔的跟水波类似的“衍射图样”，但他没有马上就下结论，而是做了双孔的“干涉”实验，因为衍射和干涉是水波的固有属性，所以他得出结论，光也有“波动性”。
      不过，这里要强调的是，这是假说，为什么要这样假设呢？因为不这样假设，那格里马第观察到的现象，没办法解释。

3》同时期，胡克提出了“光是以太的一种纵向波”。
      英国物理学家胡克重复了格里马第的试验，并通过对肥皂泡膜的颜色的观察提出了“光是以太的一种纵向波”的假说。
评论：



        为什么胡克能比笛卡儿更进一步的假设光是纵向波呢？胡克是谁？大家还记得中学物理中弹簧的胡克定律吗？F = K×X。 弹簧的伸缩变化，纵波？看个纵波的图像，如图1，是不是跟弹簧的变化很像。那胡克是受弹簧启发？据查，胡克定律是胡克1678年提出并命名的，上面格里马第做实验时是1655年，很远。那胡克1655年干什么呢？ 
    “1655年，胡克被推荐给玻意耳当助手，在玻意耳的实验室工作。胡克对玻意耳研究用的空气泵进行了改进，这样玻意耳才得以成功。1662年玻意耳发表的关 于空气压力的玻 意耳定律中凝集着胡克的智慧。 　　
      1658年，胡克提出可以用弹力代替重力使物体振动，即在平衡轮的轴上安一个弹 簧，可以代替重力驱动摆轮，这是现代钟表设计的基本原理。”
      所以，我猜测，胡克是受机械波的启发，确切的讲是弹簧的变化，来假设是纵波的。

4》1666年，惠更斯应邀来到巴黎科学院以后，并开始了对物理光学的研究。 惠更斯仔细的研究了牛顿的光学试验和格里马第实验，认为其中有很多现象都是微粒说所无法解释的。因此，他提出了波动学说比较完整的理论---惠更斯原理。

评论：
      显然，惠更斯是从格里马第实验开始研究光的波动性的。惠更斯对数学和几何光学有着非常深的造诣。对他以后提出惠更斯原理打下了基础。惠更斯原理在《普通物理学》中的机械波部分有应用，在光学理论中，也有个惠更斯-菲涅尔原理。那惠更斯原理是从对光现象的研究，还是从对机械波的研究中得出这个原理的呢？
        看看《光的波粒二象性简介》提到的，惠更斯认为，光是一种机械波；光波是一种靠物质载体来传播的纵向波，传播它的物质载体是“以太”；波面上的各点本身就是引起媒质振动的波源。
        所以，惠更斯很可能是在从机械波中得到的启发。
        其实，惠更斯认为光是机械波，也是一种假设。惠更斯并不能从他的惠更斯原理中计算出衍射图样。虽然惠更斯原理很好的解释了光的直线传播，反射，折射现象，但这些并不能说明“和水波一样的现象”。

5》1800年，英国著名物理学家托马斯·杨写成了论文《关于光和声的实验和问题》。在这篇论文中，杨氏把光和声进行类比，因为二者在重叠后都有加强或减弱的现象，他认为光是在以太流中传播的弹性振动，并指出光是以纵波形式传播的。他同时 指出光的不同颜色和声的不同频率是相似的。1801年，杨氏进行了著名的杨氏双缝干涉实验。

评论：
      显然，托马斯·杨是根据声波的一些现象来考虑光的波动性。并没有跳出“以太”，“弹性振动”,"纵波"，这些 已经提出的概念。注意，这里托马斯·杨证明光的波动性，用的是双缝干涉实验。

6》1808年，拉普拉斯用微粒说分析了光的双折射线现象，批驳了杨氏的波动说.

评论：
惠更斯原理也较好的解释了双折射现象。也许我们只能说，双折射线现象用粒子性，和波动性都能解释。

7》1811年，布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。 光的偏振现象和偏振定律的发现，使当时的波动说陷入了困境，使物理光学的研究更朝向有利于微粒说的方向发展。

评论：
看后面可以知道，这里的困境，是由于对光是纵波的错误假设造成的。

8》 面对偏振现象的挑战， 托马斯·杨对光学再次进行了深入的研究。1817年，托马斯·杨 放弃了惠更斯的光是一种纵波的说法，提出了光是一种横波的假说，比较成功的解释了光的偏振现象。


评论：
至此，光是纵波的假设被废弃。

9》1815年，奥 古斯汀-让·菲涅尔引入波的相干性，即同时考虑各次波到达某点的作用与次波间的位 相关系，补充了惠更斯-菲涅耳原理。

评论：
      “惠更斯曾根据惠更斯原理正确地解释了光的反射定律、折射定律和双折射现象。要解释衍射现象实质上是要解决不同方向上的强度分布问题，但惠更斯原理并未涉及强 度，也无波长概念，故仅靠惠更斯原理不能解决衍射问题。菲涅尔弥补了惠更斯原理的不足之处，他保留了惠更斯的次波概念，补充了次波相干叠加的概念，解决了 波衍射的问题。”
        所以，用惠更斯-菲涅耳原理可以比较好的解释衍射条纹的光强分布。在光学书中，一般都是应用的惠更斯-菲涅耳原理来计算衍射公式的。

惠更斯-菲涅耳原理的局限性：



10》粒子说的“崩溃”。泊松亮斑的证明是关键。



至此，光的波动说基本建立了。

虽然，弹性以太光学，我们知道，也是错误的，但是也能比较好的解释光的衍射和干涉现象。

从上面的光的波动说建立过程可以发现。
1.“日常生活”经验非常重要，比如机械波、声波的经验。
2.假设在科学理论的建立过程中非常重要。
3.做技术工作时，直觉非常重要。
4.要想证明光的波动性，实验上，必须看到衍射或者干涉条纹。因为波动是对机械波的衍射、干涉特性的表述性概念，所以你要想给光也冠以波的名字，必须有这两个行为。

光纤是利用光的波动、还是电磁的波动来进行传输

原文由 【四季风】(gpwrx) 发表:
光纤是利用光的波动、还是电磁的波动来进行传输

光纤是利用光的全反射来传播的吧。

(楼主发这个贴子的目的是想说 ，他的实验能证明光的波动性。

楼主的帖子被z14753编辑了。增加了“光的波粒二象性简介”

先说下结论，要想证明你的实验是波动性的表现，那必须是有非常明晰的衍射条纹。

那为什么人们说光有波动性呢？

如果我们从没有上过学，那我们看到衍射条纹时，会想到这是光的波动性吗？

从“光的波粒二象性简介”中，可以看看这个理论是如何产生的。)

xiaoanxiaoye编辑：不要介意给您修改了一下内容。
        希望纯学术争论，越激烈越好，单只涉及学术，不要牵扯其他，不要有人身攻击的倾向。仅仅是建议所有版友，绝无他意。

原文由 63525867123(63525867123) 发表:
(楼主发这个贴子的目的是想说 ，他的实验能证明光的波动性。

楼主的帖子被z14753编辑了。增加了“光的波粒二象性简介”

先说下结论，要想证明你的实验是波动性的表现，那必须是有非常明晰的衍射条纹。

那为什么人们说光有波动性呢？

如果我们从没有上过学，那我们看到衍射条纹时，会想到这是光的波动性吗？

从“光的波粒二象性简介”中，可以看看这个理论是如何产生的。)
xiaoanxiaoye编辑

开始倾向于人身攻击了，希望大家就问题讨论，不要跑偏了。

学习一下。。。。。。。。。。

原文由 63525867123(63525867123) 发表:
你刚在那个学校才毕业吧!这些你都搞得这样清楚了,戓讨论它干什么?众多在讨论的人都是吃干饭的哈,只有你懂,你应该虚心去学习一下。

嘿，记得我问过你吗？“就算光能绕到障碍物的后面，你就能想到是波动性的结果吗？”

说实话，我想不到。

我就是想知道人们是怎么证明光的波动性的。

正好有了“光的波粒二相性简介”

你看着不激动？最后一段菲涅耳用理论反证泊松亮斑，不是很精彩吗！！！

因为，激动的不行，我把自己的感想写下来罢了。

看到泊松亮斑，难道你没有启发吗？

“在一束光中放一个圆盘，在离圆盘一定距离的屏幕上的阴影部分的中心点会出现亮斑。”

堵住光路，会在阴影部分中心出现一个亮斑，那要是光路中有个缝，那在离开缝的某个距离上，缝的亮条纹的中心会不会出现暗线呢？？？如果这个成立，那你画的那个中间黑色条纹不是有可能吗？？