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1 # 古德里安大將
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2 # miao懂科學
普遍認為光具有波粒二象性(即同時具有波的性質和粒子的性質)
自從雙縫干涉實驗(號稱物理界最詭異的實驗之一)之後,光到底是波還是粒子就一直困惑著世人,也引發了物理界的一眾爭論,甚至還成了薛定諤的貓的發源地。
這樣的紛爭直到愛因斯坦的光量子假說的提出才告一段落。
波粒二象性
波粒二象性是愛因斯坦於1905提出的光量子假說來解釋雙縫干涉實驗的產物。
即認為光是一束束以光速運動的粒子流,且每一份光粒子都攜帶著一份能量。光一方面具有波的性質,如干涉、偏振、波動性,一方面又具有粒子的性質,如光電效應等。從這兩方面可以看出光既不是單純的波,也不是單純的粒子,而是同時具有波和粒子的波粒二象性物質。
值得注意的是這雖然是經過不斷探索得出的結論,但這也不是最後的答案。對於光究竟是波還是粒子,我們所知道的實在是微乎其微。
光到底是什麼,是波還是粒子,還是一種我們從未認識過的新物質?這也依然是當代科學家仍然苦苦思索的問題
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3 # 獨行徒步俠
光具有波粒二項性,愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗.即認為光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子都攜帶著一份能量.光量子說受到普朗克量子說的很大影響.普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性.愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性.
光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等;另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子,而是具有波粒二象性的物質.這是認識上的不斷加深而得到的結論.應該注意這也還不是最後的答案.對於光的本性,雖然經過這麼多年的探索,我們所知道的也的確是太少了.光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子,而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題.
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4 # cx1944
光只能是電磁波。電磁波是連續的也是可分。分細了就具有粒子性質,礦石收音機倍壓檢波,就是把無線波分成單波再疊加起來提高一倍輸出電壓。鐳射和光纖通訊就是把光波分切成一份份的。愛因斯坦的光電效應,說光是連續的不可分切是繆論。光只能是電磁波,就具有波粒二象性。光子不存在,光子要是存在就沒有波動性,要有波動性,光子就不是直線運動,就會超光速。光在真空中速度最大,射入玻璃後速度減慢,從玻璃出來後射入真空,又恢復原來速度。光是電磁波就做得到。如果光是光子,玻璃中速度慢了的光子,如何能變快恢復原來的速度呢。光子,光量子是騙人的繆論。
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5 # 樹山有路
光具有波粒二象性,並不是說它某一時刻表現的就是粒子性,某一時刻表現的就是波動性,而是時時刻刻既體現粒子性,又體現波動性。
粒子性說的是某種粒子具有動量,質量,電荷量等粒子具有的物理屬性,波動性說的是它沒有確定的軌道,每次觀察時它在某個地方出現的機率密度是波函式的模方,而不是說它本身是實在的波動
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6 # 途樂tule
光既有微粒性,又有波動性。它是波粒二象性的統一體。所以,光既不是單一的微粒性,也不是單一的波動性。不能把光的波粒二象性割裂開來!
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7 # 關於影片的事兒
簡單說,光既是粒子也是波,它具有波粒二象性,裡頭粒子性和波動性,光本質上是一種電磁波,也是能量的載體,而光粒子(光量子)也是電磁輻射的載體,在量子力學中,光粒子被認為是電磁作用的媒介子。與其他基本粒子不同,光的靜止質量為零,意味著光在真空中的傳播速度為光速!
光可以發生折射,干涉和衍射等波動行為,也具有光電效應這樣的粒子性質!
那麼,為什麼光的性質如此特殊,為什麼具有波粒二象性,既是粒子也是波呢?
其實嚴格來講,光具有波動性和粒子屬性,只不過是說不同頻率的光表現出來的屬性會不一樣,波長較長的光更多的表現為波動性,而波長較短的光更多的表現為粒子屬性!
也就是能量越強的光,粒子屬性越突出,反之波動屬性就越突出!
同時,按照量子力學的描述,任何微觀粒子都可以用波函式來描述,都具有一定的波動性,這意味著由微觀粒子組成的我們也具有波動性,只不過我們的波動性實在太不明顯了,更多的呈現為粒子屬性,波動性可以忽略不計,這也牽扯到一個機率問題,當機率低到一定程度,現實就就相當於不會發生!
所以,簡單來說,光就是一種能量,是電磁波,具有波粒二象性,只不過是波動屬性和粒子屬性哪個表現的更明顯,哪個佔據“統治性”地位!
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8 # 君賦灬
我們還是來看看歷史上的牛人怎麼解答的吧!
先看看咱們的墨家軍,中國的墨子和他的弟子們早在公元前400多年前就做了光的小孔成像實驗,並解釋了物體和投影的關係原理——光的直線傳播。喜歡討論的問題的古希臘人對光同樣充滿好奇,畢達哥拉斯最早把光解釋為光源向四周發射的一種東西,遇到障礙物即被彈開,彈入人眼即讓人感覺到了最後一個將光彈開的障礙物。而後托勒密在《光學》一書描述了光的折射現象,達芬奇也描述過光的反射現象等並試圖做出解釋,而後開普勒及斯涅耳的實驗給出了光的折射定律的資料,只是,他們並沒有發表。直到數學家笛卡爾在《屈光學》提出了光的折射定律的數學幾何形式表達,他同時留下了對光的兩種可能解釋。一是說光是類似於微粒的物質;二是說光是一種以“以太”為媒質的壓力,即可能是波。光究竟是什麼?成了遺留給後人的問題。
光可能是波,義大利數學家格里馬蒂如是說。他讓一束光穿過兩個小孔並投影到暗室螢幕上,結果在發現在投影螢幕上有明暗相間的條紋。這和水波的衍射非常相似,說明了光的波動性。他還認為物體之所以顯現不同顏色是因為有著不同頻率的光。
光應該是波,英國物理學家胡克如是說。因為他用肥皂泡和薄雲母重複了格里馬蒂的實驗,他認為“光是以太的一種縱向波”,而且光的顏色就和其頻率有關。
光怎麼會是波,明明是粒子嘛,英國物理學家牛頓如是說。1666年牛頓在家休假躲避黑死病,沒事玩起了三稜鏡,他發現一束白光可以分成不同顏色的光,而不同的單色光也可以合成還原成白光,為此他成功解釋的光的色散現象。()牛頓的分光實驗讓光學從幾何光學跨入到了物理光學。牛頓認為光應該是由微粒組成,並且走最快速直線路徑,光的分解和合成就是不同顏色的微粒分開和混合的結果。
稜鏡分光與光的顏色
於是解答這個問題伊始就有了兩大門派——“波動說”和“微粒說”。其實牛頓在開始時並不特別反對波動說,但“微粒說”對胡克等前人的“波動說”發起了挑戰,這讓胡克很不爽,直接結果就是胡克拉著波義耳等一起槍斃了牛頓關於光的顏色的論文,而牛頓也不甘示弱,在以後的論文裡不斷提出對“波動說”的反駁。這些爭論最終導致了牛頓和胡克的終身私人仇恨,牛人相鬥,兩敗俱傷。胡克說牛頓的一些研究是以他的研究為基礎的,牛頓便冷笑道:“那麼說我就是站在巨人的肩膀上了哈!”(好像胡克並不高?)胡克很鬱悶地在牛頓的冷嘲熱諷中度過了下半輩子。還是荷蘭人惠更斯比較懂學術政治,他先是作為院士和領導牛頓在劍橋相會討論光的本質問題,話說兩人是相互久仰、惺惺相惜。可他心裡已經發現許多現象不能用“微粒說”來解釋,並暗暗轉向了“波動說”。惠更斯一回去便做了一系列實驗並提出了光的波動說的完整理論。他認為光是靠物質載體“以太”來傳播的縱向機械波,併成功解釋了光的反射、折射、雙折射、衍射等現象。1678年,惠更斯出版了《光論》並公開演說反對微粒說。老牛很生氣,後果很嚴重。作為當時全世界最聰明的人,牛頓很快也找到了波動說的脈門,並且用微粒說更美好地解釋了光的現象,他還把物質微粒觀推廣到整個自然界,很合他的質點動力學的胃口。這些理論寫在了他的《光學》一書裡,為了避免再被胡克等人槍斃的危險,這書直到胡克去世兩年後才出版。很不幸的是,惠更斯那時也已不在人世,“波動派”便衰微不振。牛頓利用他在力學上的卓越聲望,輕鬆地把“微粒派”發展壯大一統江湖。雖然不是千秋萬載,卻統治了整個十八世紀,這就是權威的力量。
楊氏雙縫干涉實驗
歷史的車輪總是滾滾向前的,在新自然哲學思潮下,權威也未必不被人懷疑。1800年-1807年,托馬斯.楊再次扛起了波動說的大旗。作為新一代掌門,楊用物理學最有力的研究方法——理論預言加實驗驗證然後再理論解釋逐漸完善了波動說。楊首先把光和聲波進行對比,認為光同樣存在疊加後增強或減弱的現象——光的干涉。他做了著名的楊氏雙縫干涉實驗:讓一束單色光穿過小孔衍射到另兩個小孔上,在小孔另一側接收屏上觀察到了明暗相間的條紋。這是證明光的波動性的關鍵實驗,可惜最初楊的解釋並不正確,因為他認為光波和聲波一樣都是縱波(傳播方向和振動方向在平行),而明暗相間的干涉條紋來自於入射波和反射波的疊加。公然和權威對抗總是艱難的,挺牛頓的微粒派弟子立馬抓住波動說的小辮子加以反駁甚至誹謗楊同學。比如拉普拉斯同學就用微粒說詳細分析了光的雙折射現象,用以駁斥波動說;而馬呂斯和布儒斯特從實驗上發現了光的偏振現象並給出了偏振定律,即光在沿傳播路徑上的振動方向是不對稱的,這是縱波里不可能出現的情況。楊同學很鬱悶,但並沒有放棄,他仰頭看看惠更斯祖師爺,終於下決心邁出了更加理論上的關鍵一步:光不是縱波,而是橫波(傳播方向與振動方向垂直)。這麼一來就清楚多了,光的偏振也不再神秘,因為振動方向和傳播方向垂直,故完全允許其呈不對稱,偏振正是橫波波動性的力證!這一招“以彼之道、還施彼身”擊中微粒說要害,而微粒派再也沒有牛頓這樣的牛人出來說話了。十年後,法國的土木工程師菲涅爾發揮業餘興趣,從理論上給出了光的干涉預言,並在瞭解托馬斯.楊的工作之後進行了實驗驗證,成功建立了光的橫向傳播理論。之後,德國天文學家夫琅和費用光柵做了光的衍射實驗,施維爾德對其結果進行了很好的波動說解釋。波動派終於東山再起,不僅成了江湖主流,而且還不斷髮揚光大。19世紀後期,法拉第等人對電磁學的深入研究讓人們初步形成一個概念:光其實就是一種電磁波。1872年,麥克斯韋用四個方程完美地統一解釋了所有電磁學現象,並且由此可以推論出電磁波的存在,且以光速傳播,我們看到的可見光實際上不過是電磁波的一種。1888年德國的赫茲透過一系列實驗證實了電磁波的存在!光不僅僅是波,而且是電磁波,除了光之外,無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線等等都是電磁波,它們之間的區別在於頻率不同而已。光的波動說至此可謂達到了完美。
可是,再完美的學說也有瑕疵,人們始終為一個問題而困惑:既然光是波,那麼傳播光的載體是什麼?笛卡爾老祖宗說是以太,好吧,那麼以太是什麼?怎麼我們人類看不到?以太,英文Ether,來自希臘語,原意指的是天上諸神呼吸的空氣,康有為和譚嗣同等認為以太是無色、無味、無聲、無所不在於宇宙間的物質,孔子的“仁”、墨子的“兼愛”、佛教的“慈悲”、基督教的“靈魂”等都是以太的作用所致(以太簡直比孔聖人、佛祖、上帝都還要牛!)。簡而言之,以太就是前無古人後無來者的最最神秘的物質,尋找以太的過程也充滿著哲學和宗教的意味,以太成了19世紀的物理學家們最為津津樂道的話題。根據已知的光的性質,大家猜測以太是一種傳播橫波的固體介質,它是一個絕對靜止的參照系。但是由此以來,固態的以太則可能影響天體的自由運動,而橫向的振動也很可能引起縱向的振動。關鍵時刻還是需要實驗來說話,英國邁克爾遜和莫雷在1887年做了所謂的“以太漂移”實驗。這是一個非常精巧的實驗。如果地球是相對於絕對靜止的以太運動,那麼若光線沿此運動方向傳播則是光速和地球運動速度的疊加,而沿著垂直該方向傳播的速度則要小一些。他們將一束光分成平行方向的透射光和垂直方向的反射光,透過測量兩束光的形成的干涉條紋數目,可以精確地得到兩者的光程差,進一步得到兩束光的速度差別。因此,只要將干涉儀沿著不同方向測量,就可以判斷地球相對於以太運動的速度方向和大小。結果出乎所有人意料之外——光速沿任何方向幾乎不變,換句話說,以太是不存在的!人們開始惶然不知所措。事實上,在尚未知邁克爾遜-莫雷實驗結果之前,瑞士某專利局的一名小職員就指出,如果放棄所謂絕對時間之類的概念,那麼絕對靜止的參照系——以太的概念也可以扔掉。人們要接受光速不變原理,那麼就可以得到物體在接近光速情況下高速運動的物理學,在那裡運動的鐘會變慢,運動的尺子會縮短。這個新物理學叫相對論,那位叫愛因斯坦的小職員作為20世紀最為卓越的物理學家開創了現代物理新世界,——此為後話。
邁克爾遜-莫雷的“以太漂移”實驗
波動說的煩惱還不僅僅在於找不到“以太”這個載體,更可怕的烏雲一朵接一朵地飄來。赫茲的實驗還有另一個現象,當用紫外線照射兩個金屬球時,電火花似乎更易出來,即光對金屬的照射可以產生電子。這就是光電效應的發現,愛因斯坦後來對其做出瞭解釋,他認為光以粒子形式入射到金屬上,金屬電子將吸收其能量並逃逸出來。光的微粒說再次浮出水面!愛因斯坦把光的微粒叫做“光子”。光子的概念並不是他的原創,而來自於德國的普朗克對黑體輻射的解釋。之前對於黑體輻射的研究,瑞利和金斯用理論解釋大部分波段的輻射曲線,然而在紫外波段則遇到了災難性的違反實驗結果。最嚴重的問題是,人們用如此完美的電磁學理論卻怎麼也解釋不了一個簡單的黑體輻射譜,光的波動說再次遇到了障礙。普朗克透過引入一個新的概念——把光的能量分成不連續的一份一份的,每一份叫做能量的“量子”,透過統計能量量子的分佈,就可以得到完全符合實驗譜線的黑體輻射理論公式。把能量看成不連續的量子化,這在當時絕大部分科學家心目中是不能接受的。普朗克也因為引入能量量子而心中不安,他甚至內疚地認為不應該對經典的電磁理論提出質疑,因為它是那麼地完美無瑕。只有年輕大膽的愛因斯坦,不僅勇於接受了能量量子的概念,而且成功用於解釋光電效應。新的光的微粒說——光的量子說由此誕生。新生事物往往很難為人接受,美國的密里根為此做了整整十年的實驗,試圖否定光的量子說,然後在1915年他公佈的實驗結果卻是證實了光量子的存在,同時也測定出了普朗克常數(這個常數和光子頻率的乘積就是量子化的光子能量)。如果光具有量子化的粒子性,那麼其他電磁波會如何?1923年,康普頓發現x射線被電子散射後頻率會變小,即x射線也有粒子性。更有趣的問題是,那原先人們認為是粒子的電子等會不會有波動性呢?1927年,傑默爾和湯姆森先後證實了電子束的波動性質,隨後人們還發現氦原子射線、氫原子和氫分子射線均具有波的性質。事實上,如果讓可見光、x射線、電子甚至中子穿過合適的物質都可能發生衍射現象,即波強度在存在增強和減弱的效應,而“合適”的物質,實際就是其間隙和射線的波長相比擬——這正是波發生衍射的條件。這下麻煩更大了,波可以是粒子,粒子也可以是波,那到底是粒子,還是波?既是粒子也是波?既不是粒子也不是波?徹底把大夥兒給搞糊塗了。
正是在粒子和波的一片混亂之中,物理學迎來了史上最偉大的一場革命——量子力學誕生了。早在1913年,玻爾就用量子化的能量概念成功解釋了原子的行星模型,即電子繞原子核運動的能量也是不連續的,只能在某些固定能量軌道上運動。1924年,法國的德布羅意提出了波粒二象性的概念,不只是光具有波粒二象性,幾乎所有微觀粒子或者電磁波都是如此,粒子的能量等於普朗克常數乘以其波動頻率,粒子的動量等於普朗克常數除以其波長。這麼一來,粒子就是波,波就是粒子,兩者是同一物體上的兩種屬性而已。既然所有的微觀粒子都具有波動性,那麼它們應該滿足的動力學定律如何?1925年,德國的海森堡和玻爾一起成功建立起了微觀粒子的矩陣力學,不過那個年代人們對矩陣這個數學工具還很陌生,於是次年奧地利的薛定諤搗騰出了一個方程——薛定諤方程,得出了波動力學,之後英國的狄拉克把兩者統一一起來,後來人們便稱之為量子力學。量子力學說的是什麼?它把微觀粒子的能量看成量子化的,粒子的運動行為可以用波函式進行描述。波函式是什麼?德國的玻恩給出了波函式的統計解釋,波函式的模方(波函式是個複數)代表粒子在某一時刻某一位置出現的機率,也就是說即使兩個粒子處於完全相同的狀態並對其進行相同的測量,測量的結果也是按照波函式呈一定機率分佈的,這就是微觀粒子的粒子性;而作為複數的波函式本身帶有相位,即兩束粒子相互作用還存在相位相干效應,這將導致相互作用後其空間分佈機率並非簡單的線性疊加而是某些地方會增強,某些地方會減弱,這就是微觀粒子的波動性,由此很好地解釋了干涉和衍射等波動現象。現在的先進實驗手段,不僅驗證了波函式的存在,也說明了許多微觀粒子的波動性,如用原子構成“量子圍欄”可以看到中間的駐波。
於是,一切皆是粒子,一切又皆是波。關於光的粒子說和波動說的論戰逐漸變成了遙遠的傳說,只在歷史的長河上,留下了無數智者的身影,照耀著後人的前行。
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9 # 朗伯
要最最通俗的理解?好吧,可以參照“蛇”這種動物,光是一個會波動的粒子。不過跟蛇一樣,某些時候它會“盤”起來,某些時候會扭來扭去。但是說到底,它就是那麼個玩意兒,有些人還管它叫“長蟲”呢,但是我們都知道它不屬於昆蟲。叫什麼真的很重要麼?
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10 # 若無極
個人認為,光是粒子與能量的結合體!單粒子不可見,單能量不可見,粒子與能量相互之間的激發與碰撞,或者說反應,從而顯現出來的對比現象!觀測者又有與能量和粒子之間反應的反應從而形成了對比造就了光的現象!
如真空真的存在,光是不可能顯相的,粒子如無能量參與,粒子也是不會顯象的,正是因為能量與粒子之間相互的關係從而激發出了現象對比,與觀測者本身特性造就了不同的相類似的表象特性!同為光,色盲與正常人看到的現象也是不同的,也就是說觀察者也有著自有特性造就的顯象差別!波粒二象性是光象的本質,因這種現象需要能量與粒子之間相互關係才能顯示對比出來!
其中的道理出自臆想!與太極圖的靈感激發(此文僅供娛樂[我想靜靜])
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11 # 吾有柴
“光”是我們日常生活中最常見也最普通的物質,我們無時無刻不生活在光之中。
牛頓認為,光很有可能是由粒子組成,提出了光的“微粒學說”。而這種組成光的粒子就被稱為“光子”。
但是隨著研究的深入,逐發現,光的本質並不簡單。光除了可以直射之外,在一定的條件下,光還可以進行反射、衍射、折射和干涉現象。這些現象的產生說明牛頓提出的光理論並不合理。因此,更多的科學家更願意相信,光其實是一種“波”。
這個科學爭論一直持續了很久直到一個物理學上很詭異的實驗——雙縫干涉實驗。
自從雙縫干涉實驗之後,光到底是波還是粒子就一直困惑著世人,也引發了物理界的一眾爭論。直到愛因斯坦於1905提出的光量子假說來解釋雙縫干涉實驗的產物。從實驗可以看出光既不是單純的波,也不是單純的粒子,而是同時具有波和粒子的波粒二象性物質。
對於光究竟是波還是粒子,人類所知道的實在是微乎其微。
光到底是什麼,是波還或粒子還是新物質?我們目前還無法下定論,因為波粒二象性這是在現有的理論基礎上解釋的光的性質。也許有一天人類能夠研究明白光的性質。
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12 # 太上邪神
超聲波的頻率越高,超聲波的束射性、折射性、聲電效應等粒子性的特徵就會越明顯。波粒二象性不是光特有的現象,聲波也具有波粒二象性,以光具有波粒二象性來證明光子的存在是不科學的,如果存在光子也就必然會存在聲子。
在邁克爾遜莫雷實驗中,光始終是在地球的大氣中傳播的,光波在相同狀態的大氣介質中傳播速度恆定不變,完全符合機械波的傳播特點,這個實驗結果是證明了光屬於機械波。
如果假設光是以空氣為傳播介質的,在玻璃中進行邁克爾遜莫雷實驗,只要玻璃的材質溫度是均勻的,得到的結果必然是光在相同狀態的玻璃中傳播速度恆定不變,能證明空氣是不存在的嗎?
很明顯,相對論是一個邏輯思維錯亂的謬論。
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13 # 模糊黃金紅
宇宙中全部能量都源於光子(☯),一個光子帶1份正能量h(h為普朗克常數),光子由正負電荷和正反虛質子組成。光子去掉一對電荷就是引力子:
引力子只是一個空殼,又叫引力子空穴,引力子帶1份負能量-h。
引力子+光子=中微子
這個產生式可以叫如來產生式(空+色=如來),也是尤拉公式的實質:-1+1=0。
這是中微子的精細結構:正負電荷按“∞”繞兩個引力子形成自耦合糾纏態。中微子中隱藏著一個靜光子,這個光子是自鎖
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14 # 天山我才
大自然的魔力:彈性。
物體在大自然空間中產生自然運動,這個促使物體自然運動的力從何而來?一直困擾著歷代無數的物理學家。比如,蘋果在空中為何會下落?磁鐵在空中為何會相吸或相斥?
今天我們終於探明,原來大自然空間充滿物質,物質具有彈性,也就是說空間物質彈性促使物體運動。至此大自然中神秘力量或說魔力已揪出,它就是“彈性”。
物質彈性原理: 物質受到作用力時,它會臆想把這個作用力彈回去,這種性質叫彈性。彈回去的這個力叫彈力,也叫斥力,也叫反作用力。彈性也即作用力與反作用力。彈性大小即反作用力大小。任何物質都具有彈性。
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15 # 三個科學
舉個例子,烏鴉到底是什麼顏色的,你可以很確定的說,烏鴉是黑色的。
但是再仔細想一想,這個黑色是我們正常視力看到的,如果一個色盲來看,烏鴉可能是藍色的。如果在某些動物的眼中,烏鴉可能是綠色的。
那麼烏鴉到底是什麼顏色的?烏鴉究竟是什麼顏色的?我們可以一直這樣問,但是這個問題有答案嗎?肯定沒有,我們不知道烏鴉到底、究竟、本來是什麼顏色的。
我們只能說,在正常光線下,在正常視力的人類眼睛裡,烏鴉是黑色的。
如果一隻動物眼中烏鴉是綠色的,那你和它爭論烏鴉到底是什麼顏色的,永遠都不會有結果,因為你們倆都對,這就是烏鴉既是黑色的又是綠色的,你不能說你的觀察結果比動物的更正確。
至於烏鴉到底是黑色還是綠色,這個問題是沒用意義的,烏鴉沒有什麼本來的顏色,烏鴉的顏色取決於誰去看它,用什麼方式去看它。
同樣,光既是波也是粒子,這取決於我們的觀測方式。
回覆列表
首先,我們必須瞭解一個有趣的實驗。
雙縫干涉實驗當有一個單色點光源發出光線,照射到有兩條距離較近悶平行細縫擋板上,在此擋板後的的接光屏上會出現像斑馬線一樣的明暗分明的平行線段。條件(相干光源:頻率相同,振動方向平行,相位相同或相位差恆定的兩列波)
要了解其原理,我們可以用類比的方法去整解。
找一個平靜無雜波的水面,在水中間放置有兩條平行縫的擋板(保證水能流過縫細),待水面平靜後在一側適當位置以適當方式使水面產生以一個點為中心的擴散水波,並觀察水波經過擋板後產生的波紋,類似下圖:
所以,形成條紋的原因是“水波”透過兩細逢後穿出的“水波”的波峰和波峰、波谷和波谷相疊加使兩個波峰形成波幅更強或更弱的波幅單色光經過雙縫後,在屏上產生了明暗相間的 干涉條紋。(當屏上某處與兩個狹縫的路程差是半波長的偶數倍時,則兩列波的波峰疊加,波谷與波谷疊加,形成 亮條紋。當屏上某處與兩個狹縫的路程差是 半個波長的奇數倍時,在這些地方波峰跟波谷相互疊加,光波的振幅互相抵消,出現 暗條紋 。)
這說明光具有波的性質。任何有波的性質都能產生干涉條紋。
但當你想要準確觀察每個“光子”的行徑時,奇怪的事就發生了
接光屏上的干涉條紋消失了!出現了兩條縫細對應的投影光線,這時“光子”就有了宏觀中粒子的性質。
所以光同時具有波和粒子的性質,這就是量子力學中的波/粒二象性。
這是微觀粒子的基本屬性之一。指微觀粒子有時顯示出波動性(這時粒子性不顯著),有時又顯示出粒子性(這時波動性不顯著),在不同條件下分別表現為波動和粒子的性質。一切微觀粒子都具有波粒二象性。