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光的本質是什麼?是粒子還是波呢?
光到底是不是電磁波
光到底是什麼東西,它的本質到底是什麼呢?多年來科學家們都一直在苦苦的追尋,雖然科技發展已經到了今天算是比較先進,但是人們仍然不能給出一個定義,到底光是什麼東西?只能給出一個很無奈的結論,我們不討論它到底是什麼,我們說它有什麼特性,也就是波粒二象性。
水波的干涉
在討論光的本質之前,我們得要先了解一下什麼叫做波,波有什麼特性。我們物理對的波的定義是:我們將某一
物理量
的
擾動
或
振動
在空間逐點傳遞時形成的運動稱為波。按性質來分:主要有四種:機械波、電磁波、引力波、物質波。被傳遞的物理量擾動或振動有多種形式,
機械振動
的傳遞構成機械波,
電磁場
振動的傳遞構成
電磁波
(包括
光波
),溫度變化的傳遞構成
溫度波
(見
液態氦
),
晶體點陣
振動的傳遞構成點陣波(見
點陣動力學
),
自旋磁矩
的擾動在
鐵磁體
內傳播時形成
自旋波
(見
固體物理學
),實際上任何一個宏觀的或微觀的物理量所受擾動在空間傳遞時都可形成波。
光波的干涉
其中波的特性之一是具有干涉性,就是波經過雙縫時會產生干涉,進而得到干涉條紋。19世紀的楊氏雙縫干涉實驗用了光來做這個實驗,結果就得到了一條幹涉條紋,證明了光就是一種波。惠更斯根據各種波動的實驗和理論,總結出了一套系統的理論去證明光是一種波。
但是在19世紀時,如果我們用光是波的理論很難去解釋當時存在的幾個問題,光電效應、氫原子光譜和黑體輻射的問題。光是波的話,那麼光應該是連續的,但是如果真的是連續的話就不能解釋為什麼光的強度夠強但是頻率不高的話,無論照射多久都不會產生光電效應。量子力學的教父級人物普朗克提出了量子化的理論,他解釋到能量是一份一份的而不是連續的,很好的解釋了黑體輻射問題。愛因斯坦則根據普朗克的量子理論提出了光量子的概念,很好地解釋了光電效應,兩人都獲得了諾貝爾物理學獎。
單單認為光是波,那就解釋不了光電效應等問題,如果光單單是粒子,那也解釋不了干涉條紋的問題,結果物理學家只能無奈的給出結論:光具有波粒二象性。如果你喜歡物理學,請關注小編。