「光」究竟是波還是粒子?

2020-12-05 科學爆發戶

那麼,光什麼時候是波?什麼時候是粒子呢?一般而言,當光通過真空時可被認為是波,當它遇到其他物體表面時可被認為是粒子。

天文學家利用光波的性質決定紅移,從而判定一個恆星或星系離地球有多遠。涉及到雷射時則需要運用光的量子定義,許多物理學家對這種處理方法都深深地不滿。這種處理流行的原因是因為它具有較大的寬容度。一個科學家可以說光更像波,與此同時,另一個科學家可以說光更像粒子。

紅移

紅移在物理學和天文學領域,指物體的電磁輻射由於某種原因波長增加的現象,在可見光波段,表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離,即波長變長、頻率降低。紅移的現象目前多用於天體的移動及規律的預測上。

這依賴於科學家所從事研究的性質,他們都可以是對的。這讓物理學家多少有些不自在,有時他們希望這個問題能立即得到解決,這對於在學校中學習物理的年輕人會很有幫助。否則,可能你在高中學到了光是波,而在大學裡又發現光是粒子

當前了解的物質的所有粒子結構

在20世紀,人們做了關於光的各種各樣的實驗,有些是非常著名的科學家做的,結果表明光既是波,又是粒子。實驗的結構可以改變結果,而各種實驗本身都是正確的。這反映了基本的量子悖論。光是波呢,還是粒子? 牛頓沒有解決,愛因斯坦沒有解決,我們能夠解決嗎?

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  • 【前沿物理】光是什麼?是粒子,還是波?都是傳說!
    可是萬能的上帝遺留給人類一個極其困惑的問題——光是什麼?千百年來,無數學者哲人深深陷入這個問題苦苦思索,這個問題的答案幾乎囊括了人類史上最聰明的智慧。不過,它在中國的面目可以簡化為一道高考選擇題,如下: [選擇題]光是什麼?  選項:A.
  • 光到底是粒子還是波?顛覆你認知的雙縫幹涉實驗
    其實,關於光是粒子還是波,這個問題爭論了百年之久,最早的討論是在17世紀,惠更斯認為,光其實是一種波 ,而牛頓則認為光是一種粒子 ,這種爭論一直到託馬斯做出了雙縫幹涉實驗,科學界才統一了光其實是波的概念,那時候波動說幾乎是無敵的存在。
  • 光是波還是粒子?量子力學如何闡釋波粒二象性
    光到底是波還是粒子?這是一個曾經爭執了上百年的問題,有人認為光是波,有人認為光是粒子。到了20世紀初,這兩種理論已經完全背道越走越遠,並且都各自堅信自己的理論才是唯一正確的。究竟是波還是粒子,大家決定用一個實驗來證明,即雙縫幹涉實驗。
  • 物理故事-光是波還是粒子
    最早對光的本質發表科學見解的人是笛卡爾、胡克和惠更斯。他們認為光是一種波動,是以太的彈性振動。惠更斯把這一認識發展成比較系統的科學理論——波動說。用波動說可以解釋光的直線傳播、折射、反射和雙折射等許多光學現象,但不能說明為什麼沒有看到光有幹涉現象發生。幹涉是所有波(例如水波,圖1)的共同特點,為何唯獨光看不到這種現象?
  • 是波還是粒子?
    後來,這個觀點得到了英國物理學家胡克的贊同,他在觀察了肥皂泡上的彩色紋理後,認為光是以太的縱波(振動方向與傳播方向平行的波)。但是著名物理學家牛頓在17世紀70年代提出了完全不同的觀點。他認為光是從光源發出的許多粒子,這樣就可以合理解釋光的直線傳播和反射等現象。但這卻無法解釋兩束光交叉相遇後為什麼不會阻礙彼此的傳播等現象。
  • 光的本質是什麼?是粒子還是波呢?
    水波的幹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。19世紀的楊氏雙縫幹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」到底是粒子還是波?科學家給出答案,它是最神秘的存在
    「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。光雖然普通,但是人類至今都沒辦法弄清楚它的本質。從古代開始,人們就已經開始了對光的探索,但是因為封建迷信思想的影響,因此古人一直沒辦法對光的本質有一個科學的認識。17世紀自然科學產生之後,人們才逐漸開始運用科學原理去解釋光的形成。
  • 光到底是不是一種粒子?或它其實就是一種波?
    大部分我們看到的東西比如那支桌上的鉛筆僅僅反射了來自光源的光,自身並沒有發光。因此你看著鉛筆時眼睛接收到的光實際上來自太陽光線,跨越了無際的太空才照射到鉛筆,隨後反射到你的眼睛裡。圖解:可見光波長的雷射這麼一想一定覺得很酷吧!那麼太陽發射的光究竟是什麼?
  • 光究竟是粒子還是波,牛頓和胡克竟為此結怨!到底怎麼回事?
    古人對光的理解提到這個問題,我估計可能會有人說光不就是電磁波嗎? 可是,真的是這樣嗎?可見光真的只是波長在400~760nm之間的電磁波嗎?讓我們追隨科學家對光本性的研究歷程,去體會一下,科學家是如何一步一步接近真理的。那到底什麼是光呢?
  • 光是波浪還是粒子?兩者都是
    光是波浪還是粒子?這似乎是一個非常簡單的問題。波與粒子一樣,在我們的宇宙中是非常不同的現象。而且我們有不同的數學集來描述它們中的每一個。因此,如果我們要描述整個宇宙,這似乎是一個非常方便的分類方案-除非不是這樣。而且它不是我們宇宙最重要的方面之一:亞原子世界。 當涉及到光子和電子之類的問題時,「它們的行為像波還是粒子?」
  • 光是粒子又不是粒子
    毫無疑問,光是我們這個世界上最重要的東西。萬物生長靠太陽,沒有光,世界將是死寂一片。然而光究竟是什麼,自從有了科學,人們就想從科學的角度認識光。人們很早就知道物質的兩種運動形式,一是機械位移,物質從一個地方直接移動到另一個地方,二是波動,物質雖然沒有移動,但是上下震動從而帶動周圍的物質也震動,由近及遠形成運動。英國科學家牛頓比較早地提出了光的粒子說,認為光本質上是粒子。
  • 量子力學前傳:跨越300年的光是波還是粒子之爭,到底爭些啥?
    17世紀初,笛卡爾第一次提出了光是波的看法,加上惠更斯的支持,整個17世紀人們主要的觀點就是,光是一種波。18世紀初的1704年,牛頓發表了《光學》,他說光是一種粒子。於是整個18世紀人們幾乎都承認,光是一種粒子。19世紀初的1803年,託馬斯.楊做了一個著名的實驗,叫雙縫幹涉實驗,它證實光是一種波。
  • 光是什麼?波還是粒?
    然而,牛頓並不認為光是波,他認為光是一種粒子。在牛頓之前,法國數學家皮埃爾·加森迪提出物體是由大量硬粒子組成的。牛頓同意他的觀點。根據光的線性傳播和光的偏振定律,他最終到達1675年。假定光是從光源發射的物質粒子,在均勻介質中以一定的速度傳播。粒子理論由此產生。
  • 光既非粒子亦非波,結束光的波粒二象性世紀之爭
    光是粒子還是波?這個問題爭了幾個世紀也沒有定論,到底是為什麼呢?這個問題要從17世紀說起:1655年,格裡馬第發現了光的衍射,這是最早觀察到的光的波動性。1672年,牛頓在解釋光的色散時提出光是一種粒子……從此便開始了光是粒子還是波之爭。
  • 光的本質是什麼?粒子還是波?只要學過初中物理的人都知道
    光的粒子說科學的魅力就在於永無止境,總會有那樣一批人前僕後繼,追本溯源,為了尋求真相而奉獻一生。光的本質,是十七世紀科學家們研究的一個重要課題,在當時,有兩種學說,光的粒子說和光的波動說。粒子說認為,光的本質是一種粒子,1638年,法國數學家皮埃爾.伽森狄更提出,光是由大量堅實粒子組成的;之後的幾年中,牛頓對皮埃爾提出的粒子說也進行了研究,通過光的直線傳播規律以及光的偏振現象,1675年牛頓提出了假設,認為光是一種從光源發出的粒子,在均勻介質中以一定的速度傳播。
  • 光是波還是粒子難道是由是否架設攝像機決定的
    從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到屏幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現在眾人皆知的雙縫幹涉條紋。雙縫幹涉實驗證明了光具有波動性,為探究光的本質奠定了基礎。光的幹涉實驗就此告一段落了,後來科學家們也逐步證明光具有粒子性和波動性,這也就是註明的光的波粒二象性理論。
  • 光究竟是什麼?
    而麥克斯韋的工作則帶領我們完全超越了這一高度,證明了可見光只是更寬廣尺度上電磁波的一部分。這基本上可以說是最終解答了光的本質問題。通過狹縫之後,原本平行的光線變成類似水波的形態 是粒子還是波?但在另一個方面,科學家們數百年來也一直致力於想要弄清楚,從最基礎的層面上,光究竟是以何種方式存在並傳播的?
  • 德布羅意奠定了粒子就是波,波就是粒子的基礎
    這裡我們要強調一下這兩個概念,一個是量子力學,一個是波動力學,前者沒有談到波後者把粒子看成是波,但是這兩個理論是完全等價的。那麼關於薛丁格發現波動力學,以波動力學的內容我們留到第八課講。今天這一課我們談的粒子和波的關係。談到粒子和波關係呢,當然我們要回顧一下什麼是波,我們在日常生活裡面熟悉的波有很多,比如說你現在正在聽喜馬拉雅音頻,你通過什麼樣的波來聽到的?
  • 量子淺說(一):光究竟是什麼?
    我們就從光的故事講起。我們每個人整天都在跟光打交道,從自古以來就有的陽光、磷光、到火光、燭光、再到現代生活中的諸如X光、雷射、…… 等等。不知道你是否問過這個問題:光究竟是什麼?如果你沒問過或不了解這個問題,那麼你整天是見到了光,可是本質上又並沒有看到它。幾千年來人們一直在探索光的本質。
  • 光子既是波又是粒子的雙重特性
    大家好,歡迎收看我的百家號萌萌說說說,今天小編要給大家介紹的是光子既是波又是粒子的雙重特性。波粒二象性光到底由粒子還是波構成的爭論困擾了人們數百年。1924年,路易·德布羅意提出了一個簡單卻看似不可能的答案:光既是粒子也是波。