2017年10月12日 星期四

主題零:光是什麼?(實驗一:光是一種波動---繞射)



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關於光的本質究竟是什麼,早在十七世紀時已經被廣泛的討論,當時主要的學說有二,分別為牛頓所提出的微粒說,以及惠更斯集大成的波動說。1801 年楊氏研究光的干涉與繞射,證明光的繞射遵守波的疊加原理,而這是微粒說無法預測的行為。

光經過狹縫產生的繞射圖案,證明光是一種波動

繞射現象為當光通過障礙物後,偏離原有的直線路徑我們稱之為繞射,通常發生於障礙物的大小和波長的尺度相距不遠,例:在遠處的演唱會,我們可以聽到樂音卻無法看到影像,就是因為聲音的波長與障礙物差不多,而光的波長比障礙物小太多。

干涉主要來自兩列以上的波疊加形成新的波形,對光而言當光經過干涉之後其強度也隨之改變,在某些區域強度極大,某些極小甚至抵消,形成了特有的干涉條紋。

在1864-1873年間,馬克士威建立了電磁學的理論體系,認為光是一種電磁波。
1905年愛因斯坦延伸了光是電磁波的認識,提出「光子」的新概念。他認為光子兼具有粒子和波動的二象性質,光子的傳播不需要依靠介質。

 光具備了粒子與波動兩種性質,有人看到粒子性,從另一個角度的人就看到波動性。




參考:
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=74416
http://www.wikiwand.com/zh-mo/雙縫實驗
http://home.phy.ntnu.edu.tw/~eureka/contents/elementary/chap%205/5-1-1.htm
https://zh.wikipedia.org/wiki/波粒二象性

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