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光的粒子性与波动性分歧的简单发展过程。不是折射,光为何会跑偏

时间:2020-03-07 11:12:56 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读
从光的直线性发展到光的“小玻璃球”

最初认为光是直的它不考虑它是什么,也不考虑它有多复杂。这只是对光的普遍现象和效应的直观理解。例如阴影、镜子、光的反射

这可以追溯到仰望星空的古人!古人用权杖测量太阳的阴影,用日冕计时,看镜子(古代铜镜),或者找一些水来看一看。事实上,这些都是基于光是线性的原理。在

牛顿时期,产生了现代物理意义上的光性质解释牛顿认为光是由微小粒子组成的当然,这个微小的粒子并不是后来所说的光量子。量子理论在牛顿之后数百年出现那时,最好把它理解为一个无形的、有弹性的、穿透力强的小玻璃球。

虽然牛顿也发现了凸透镜的光晕现象,但他没能解释清楚,错过了发现新理论的好机会

,当然,这不是牛顿不够聪明的问题,是数学基础不够严谨当时,波动的数学方法并不完善,但欧拉完善了波动的表达式以及波动与三角函数的关系。此后,声波首先用于声波拟合,然后主要用于研究潜艇声纳,效果理想。直到上个世纪初,数学天才wave才从军事转为民用。它被广泛应用于物理和数学。研究了它的性质,产生了许多理论。生产了

玻璃,发明了透镜和三棱镜。当光穿过透明介质时,它会弯曲,但在过去它仍然是直的。

基于针孔成像原理生产相机,这仍然是光是直的原理。

光太直了


我们可以发现,人们在这一阶段所研究的不是光本身的物理原理,而是光的某些现象的表达,或光的某些效应。

直到上世纪初,量子力学才产生,并且还发现了光的光电转换效应和衍射效应。此时,光的线性解释是不够的。物理学家正在翻旧账。

光是电磁波

|19世纪末,在麦克斯韦、赫兹、马可尼的相继研究中,证实了光是电磁波同时,由于波长和频率的不同,有许多可见或不可见的电磁波,如红外线、可见光、紫外线、x光和伽玛射线等。

可见光的波长约为380 ~ 780纳米,我们能看到的光谱实际上很窄。大多数光谱范围对我们来说是看不见的,但现在用仪器可以看到。正常可见光的波动范围不能用卡尺来测量,这也是为什么“粗略地”将光视为一条直线的原因。


白光通过三棱镜

早期研究通常是可见光从那以后,不可见光得到了广泛的研究和应用。例如红外传感器、r射线探测器等


中子星γ射线爆发

实际惠更斯在牛顿之前就提出了光涨落的想法,只是因为理论不完整,缺乏实验依据,当时有些现象不容易解释后来牛顿变得非常有名,惠更斯的理论被搁置。与牛顿相比,惠更斯只能说人们很少说话,甚至辉煌的理论也会被湮没。

就像根据传说中的故事,亚里士多德怀疑地心说有问题,这应该是地球绕着太阳转但当他看着当时学究们的姿势时,他悄悄地记录了下来,再也没有提起过。无论如何,这都不会影响到吃饭或做饭。他更是“鬼”,知道却不说后来哥白尼变得更“愚蠢”,说得更愚蠢,结果是尽管孩子们现在知道地球绕着太阳转。历史有时就是这样。不要无理取闹,没有什么理想主义

光的光学量子性质解决了

光的涨落问题,也解决了衍射问题衍射是光波的现象。然而,太阳能发电的原理——光电效应——坚持了光的原始理论。不管光是直的还是衍射的,电从哪里来?

1905,基于光电效应,爱因斯坦提出了光子概念,一种携带光能的量子概念,并构建了光电效应的解释原理因此,他获得了1921年诺贝尔物理学奖。谁说爱因斯坦不能通过量子理论?他只对量子远摄效应感到头痛,并输掉了理论赌注。当然,爱因斯坦所说的轻粒子不是牛顿所说的小玻璃球中的小粒子这个粒子是量子的,是基于能量和概率波的量子表达式

他有点与牛顿斗争,相对论弯曲时空是牛顿引力理论的量纲版本牛顿考虑了三个因素,两个质量和两个粒子之间的距离来解释重力。爱因斯坦用四个变量来解释引力效应数学拟合方法已经升级


|在1991924年,路易·德布罗意提出了德布罗意假说,声称所有物质都具有类波性质1927年,实验证明了电子波的干涉现象。

(注意:这里可能有翻译问题。本文中的“物质”是指具有物质波和量子意义的粒子,而不是通常传统意义上的物质或粒子的概念。这种错误的翻译很容易导致歧义——例如,人们误解了传统意义上的所有物质都具有波的性质,或者传统意义上的所有物质都具有物质波(概率波)的性质(

)直到20世纪30年代,光的粒子和波的性质之间的差异,已经有300年的争议,被光的波粒二象性的表达调和了,这是基于量子概念的意义。这就是通常所说的“光的波粒二象性”应该注意的是,这种颗粒具有量子意义,而不是沙粒。这种波不是机械波,而是电磁波。这句话的确切表达应该是“光有电磁波和量子二象性!”

,当然,牛顿关于光是由微小粒子组成的理论假说随着历史而消失了。牛顿不知道量子

这样,光的物理性质变得越来越清晰

光的弯曲和引力透镜

爱因斯坦非常喜欢光他从光子研究转向光波,但也觉得光走直线不够有趣,并开始让光偏离。

在他的狭义相对论中,他提出了“光在大引力场的作用下会弯曲”的理论在理论发布后的第10年,这一现象被日蚀提供的机会所证实,观察者看到了日食背后的星光。在太阳引力场的作用下,星光向前弯曲。

之后,爱因斯坦大胆地预言了引力透镜现象。当一个星系是一个受引力场影响的粒子时,我们会看到星系背后有一种特殊的星光现象。直到几十年后哈勃发射升空,这一预测才解决了验证问题。

光的二维偏差表达式成为三维偏差表达式。

光的偏差这仍然是光的一个小魔术,让光画一个圈,不要让光用完,这是玩到了极点相对论预言,对于具有如此极端引力意义的恒星,光无法从黑洞中逃逸。

现在科学家们通过验证黑洞的视界和黑洞的引力波效应,间接地验证了黑洞的普遍存在,并在银河系中心发现了黑洞然而,黑洞的内部,无论相对论是否无效,都无法直接验证!目前,更多的是通过量子理论来猜测和解释黑洞的内部情况。当然,这不能直接验证。

光的理论游戏盛宴似乎结束了

作者突然发现直线和圆之间的曲线是螺旋形的也就是说,光可以直线前进并画一个圆。如果光以螺旋形传播会发生什么?这个游戏似乎缺少了一个环节待续

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