光波粒二象性解释，光的波粒二象性是什么意思

博宇考试网 2023-07-27 物理 次
光波粒二象性解释，光的波粒二象性是什么意思
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光波粒二象性解释？

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，有的时候，又表现出粒子的特点。因为这个原因我们称光为“波粒二象性”。

光的波动性

笛卡儿提出的两点假说

在大家对物理光学的研究途中，光的本性问题和光的颜色问题成为焦点。有关光的本性问题，笛卡儿在他《方式论》的三个附录之一《折光学》中提出了两种假说。一种假说觉得，只是类似于微粒的一种物质；另一种假说觉得只是一种以“以太”为媒质的压力。虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作用，但他的这两种假说已经为后来的微粒说和波动说的争论埋下了伏笔。

牛顿用微粒说阐述了光的颜色理论

1672年，伟大的牛顿在他的论文《有关光和色的新理论》中谈到了他所作的光的色散实验：让太阳光通过一个小孔后照在暗室里的棱镜上，在对面的墙壁上会得到一个彩色光谱。他觉得，光的复合和分解就像不一样颜色的微粒混合在一起又被分开一样。在这篇论文里他用微粒说阐述了光的颜色理论。首次波动说与粒子说的争论由“光的颜色”这根导火索引燃了。从此胡克与牛顿当中展开了漫长而激烈的争论。

在新的事实与理论面前，光的波动说与微粒说之争以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。

即：光粒子的运动轨迹是呈周期性的波。

光的波动说与微粒说之争从十七世纪初笛卡儿提出的两点假说启动，至二十世纪初以光的波粒二象性告终，前后共经历了三百多年时间。牛顿、惠更斯、托马斯．杨、菲涅耳等多位著名的科学家成为这一论战双方的主辩手。正是他们的努力揭开了遮盖在“光的实质”外面那层扑朔迷离的面纱。

光波粒二象性是说光既有波动性又有粒子性，光的波动性表现：光可以出现干涉、衍射、偏振情况。光的粒子性表现：光电效应、康普顿效应

光的波粒二象性是什么？

光的波粒二象性是指：光既具有波动性，又具有粒子性。

光具有波动性：有两个实验可以很好的证明，光的干涉和光的衍射

光的干涉可以看得出来光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域自始至终加强，在另一部分区域则自始至终削弱，形成稳定的强弱分布的情况，证实了光具有波动性。

波的衍射是指机械波可以绕过小孔或障碍物而继续向前传播的情况。

上图中光的衍射可以很了解的看到光碰见障碍物以后会多多少少的偏离几何光学中的直线传播定律。因为这个原因，证实了光具有波动性。

光具有粒子性：有一个情况称为光电效应，就是照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。这样的电子称为光电子，光子像其他粒子一样具有能量证实了光的粒子性。

在双缝实验中

可以看得出来当暴光量很少时，光表现出了很强的粒子性：暴光量不少时，表现出了很强的波动性。故此，我们说光既有波动性，也有粒子性，即光具有波粒二象性。波粒二象性是一切微观粒子的普遍属性是分立性与连续性在微观世界中的统一。

光的波粒二象性是说光既有波动性，又有粒子性。

最早的波粒之争要追溯到牛顿与胡克。1672年初，牛顿被选为英国皇家学会成员，作为见上一面礼，牛顿寄给皇家学会一篇论文，其内容为只是由不一样色光组成的，只是一种粒子。但却受到主张波理论的胡克抨击，牛顿与胡克的争论，也是从这个时刻启动的。

只是波还是粒持续了哪些世纪，17、18世纪，在光的波粒之争中，光的粒子说占据很大的优势，大多数科学工作者支持光的微粒说，但这样的状况持续到19世纪初，科学界的思想观念就转变了。

19世纪初，托马斯•杨做了著名的双缝干涉实验，光经单缝衍射后，经双缝产生明暗相间的条纹，而衍射、干涉是波才具有的情况，一时间，科学界启动偏重于支持光的波动理论，后来麦克斯韦电磁理论的产生，预言只是一种电磁波，使更多的人相信只是一种波。

20世纪，继普朗克提出能量子理论解释黑体辐射实验后，爱因斯坦又提出光子假说来解释光电效应，爱因斯坦光子假说解释了光电效应中经典电磁理论所不可以解释的问题，这又说明只是一种微粒。

时至今日，光的波粒二象性普遍被科学界接受，当非常多光子聚集在一起时时常表现为波动性，而单个光子时常表现出粒子性，

光的二象性是说光有波的连续性，又有一份份的粒子性。百年前大家对只是电磁波认识不够，觉得只是电磁波不可以解释光电情况，引入光子的概念，觉得只是不连续的，一份份，一个个的光子。实际上是错误的，光子是不存在的。光只可以是电磁波就有波粒二象性。电磁波是交叉替换变化的电磁场，变化也涵盖了旋转，故此，光也可是绕直线轴旋转变化的电磁场。光没有质量没有惯性，生成后就脱离光源独立存在，不受光源运动影响，故此，光速不变，光源的运动只改变频率和波长，就是多普勒效应。唯有光速不变才有多普勒效应。用尺缩钟慢解释光速不变是错误的。电磁波是可以分成一份份的。矿石收音机是电磁波直接转变成电流的简单装置，谐振时电流最大。用倍压检波是把电磁波检出一个个半波再叠加起来，提升输出电压，扩大音量。谁能说电磁波是连续的不可以分切的呢？光纤激光通信就是把光分切成一份份的。电磁波就有二象性，而光子唯有粒子性。光子要是有波动性，假设是横波就要按波形做曲线运动。假设是纵波就需要在前进方向上前后振动，增多了行程就要超光速。光从空气射入水中速度由快变慢，再从水中出来的入空气，速度由慢又变快。只是光子做不到，慢了怎么可能又会变快呢？光唯有是电磁波才可以做得到。因为一样的介质电磁场传播的速度一样。光子不存在，在多普勒效应中，光源的移动或反光体的移动可以改变光的频率。移动是连续的，改变光的频率就有无限多，出现了无限各种光子。光子的存在太谎缪了。

我想很突破的从一个的视角一次性让你理解什么叫不仅是波，也是粒子。

以下解读很突破，可能会导致部分人不适。

在我们的三维世界，时间作为第四个维度，仅表现出线性不可倒退。

但真实情况是，时间的每一刻，你都可以做出不一样的决定，引发不一样的结果。

既然如此那，假设我们站在四维空间的的视角来看这个世界，可以发现每一种概率都同时在出现，在展开。这样的出现不是平铺的，而是重叠的，既然如此那，作为基本粒子方面，时间不够成束缚。

因为这个原因在不观测的情况下，这些重叠的同一个粒子的身影根据不一样的出现可能性，组成了基本粒子可能性云，这个可能性云，就是我们所说的波函数。

最重要的导致诸位不适的地方是:一个粒子在波状态下呈现的样子，基本上波特性，实际上是四维空间下的表现，既突破时间维度的同时存在，每个可能性点的间隔就是一个普朗克距离。

一个粒子被观测后，这里说的的坍缩，实际上是我们的观测决定了时间线的选择，在选定时间线上的这一刻，存在的位置就是我们观测到的粒子位置，那就是这里说的的坍缩。

光既表现为机械波的特性，又表现为粒子的特性。故此，我们说光具有“波粒二象性”。

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