对光的认识
光子
爱因斯坦
爱因斯坦提出了光电效应 光电效应——光照射到金属表面上,可使电子 溢出。 他也因此获得诺贝尔奖(1921年)
光的本质
光是一种物质形态,具有波粒二象性;波动性和 粒子性是光在不同场合下反映出来的两种属性; 光既是具有粒子性的电磁波,又是具有波动性的 光子流。
光的本质的认知过程
1666年 牛顿
光的认识历程
光是地球生命的来源之一。光是人类认 识外部世界的工具。光是信息的理想载体或 传播媒质。
据统计,人类感官收到外部世界的总信 息中,至少90%以上通过眼睛……
人们对光的本性的认识经历了漫长的岁 月。
17世纪~18世纪
光的微粒学说(1666年)
牛顿
17世纪曾为牛顿等所提倡。 这种学说认为
光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进
19世纪中
麦克斯韦在18Βιβλιοθήκη 3年提出光的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦
电磁理论
电磁辐射不仅与光相同,并且其反射、折
射以及偏振之性质也相同,由麦克斯韦的理 论研究表明,空间电磁场是以光速传播。这 一结论已被赫兹的实验证实。
他认为光是一种电磁现象,即光是电磁波
机械波与电磁波
机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生; 机械波传播需特定的介质,真空中不能传播,电磁波
可在真空中传播; 机械波可以是横波或引纵波,电磁波只能是横波
✓ 横波——振动方向与波传播方向垂直。 ✓ 纵波——振动方向与波传播方向相同。
19世纪末20世纪初
德国物理学家普朗克提出了量子假说 马克斯·普朗克
光子的能量为普朗克常量和电磁辐射频率的 乘积,E=hv 他开创了量子物理学先河, 并于1918年获得诺贝尔奖
由于普朗克常数极小,频率不十分高的光子能量和 动量很小,在很多情况下,个别光子不易显示出可 观测的效应.人们平时看到的是大量光子的统计行 为,只有在一些特殊场合,尤其是牵涉到光的发射 与吸收等过程时,个别光子的粒子性会明显地表现 出来,波长越短、粒子性越明显.
至被照物,因此可以想像为一束由发光体射
向被照物的高速微粒。这学说很直观地解释
了光的直线传播及反射折射等现象,曾被普
遍接受 。
光的波动学说(1678年)
克里斯蒂安·惠更斯
第一位提出光的波动说的是与牛顿同时代 的荷兰人惠更斯。
他认为光是一种波,由发光体发起,和声 音一样依靠媒质来传播。
这种学说也解释了光的反射和折射现象, 但这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍 射现象被发现后才得到广泛承认。
微粒说 弹性粒子
1678年 惠更斯 波动说 以太弹性波
现在 波粒二象性
1905年 爱因斯坦 光子假设
1801年 托马斯·杨 双缝实验
1873年 麦克斯韦 电磁场理论
光是一种物质,光具有波动性和粒子性.即所谓的 波粒二象性.
光是由光子组成的,光子在很多方面具有经典粒子 的属性,但光子的出现几率是按波动光学的预言来 分布的.