光的真正本質(zhì)是什么?
可以激發(fā)視網(wǎng)膜產(chǎn)生視覺能力之輻射能;電磁波之可見光譜范圍為380~770nm(10-9m) 光分為人造光和自然光。我們之所以能夠看到客觀世界中斑駁陸離、瞬息萬變的景象,是因?yàn)檠劬邮瘴矬w發(fā)射、反射或散射的光。光與人類生活和社會實(shí)踐有著密切的關(guān)系。 光源:能自身發(fā)光的物體稱為光源。光源分冷光源和熱光源; 冷光源:指發(fā)光不發(fā)熱(或發(fā)很低溫度的熱)。如螢火蟲等; 熱光源:指發(fā)光發(fā)熱(必須是發(fā)高溫度的熱)。如太陽等; 嚴(yán)格地說,光是人類眼睛所能觀察到的一種輻射。有實(shí)驗(yàn)證明光就是電磁輻射,這部分電磁波的波長范圍約在紅光的0.77微米到紫光的0.39微米之間。波長在0.77微米以上到1000微米左右的電磁波稱為“紅外線”。在0.39微米以下到0.04微米左右的稱“紫外線”。紅外線和紫外線不能引起視覺,但可以用光學(xué)儀器或攝影方法去量度和探測這種發(fā)光物體的存在。所以在光學(xué)中光的概念也可以延伸到紅外線和紫外線領(lǐng)域,甚至X射線均被認(rèn)為是光,而可見光的光譜只是電磁光譜中的一部分。 光具有波粒二象性,即既可把光看作是一種頻率很高的電磁波,也可把光看成是一個(gè)粒子,即光量子,簡稱光子。 光速取代了保存在巴黎國際計(jì)量局的鉑制米原器被選作定義“米”的標(biāo)準(zhǔn),并且約定光速嚴(yán)格等于299,792,458米/秒,此數(shù)值與當(dāng)時(shí)的米的定義和秒的定義一致。后來,隨著實(shí)驗(yàn)精度的不斷提高,光速的數(shù)值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內(nèi)光通過的路程。 光是地球生命的來源之一。 光是人類生活的依據(jù)。光是人類認(rèn)識外部世界的工具。光是信息的理想載體或傳播媒質(zhì)。 據(jù)統(tǒng)計(jì),人類感官收到外部世界的總信息中,至少90%以上通過眼睛…… 光就其本質(zhì)而言是一種電磁波,覆蓋著電磁頻譜一個(gè)相當(dāng)寬(從X射線到遠(yuǎn)紅外)的范圍,只是波長比普通無線電波更短。人類肉眼所能看到的可見光只是整個(gè)電磁波譜的一部分。 當(dāng)一束光投射到物體上時(shí),會發(fā)生反射、折射、干涉以及衍射等現(xiàn)象。 光線在均勻同等介質(zhì)中沿直線傳播。 光波,包括紅外線,它們的波長比微波更短,頻率更高,因此,從電通信中的微波通信向光通信方向發(fā)展,是一種自然的也是一種必然的趨勢。 普通光:一般情況下,光由許多光子組成,在熒光(普通的太陽光、燈光、燭光等)中,光子與光子之間,毫無關(guān)聯(lián),即波長不一樣、相位不一樣,偏振方向不一樣、傳播方向不一樣,就象是一支無組織、無紀(jì)律的光子部隊(duì),各光子都是散兵游勇,不能做到行動一致。 光反射時(shí),反射角等于入射角,在同一平面,位于法線兩邊,且光路可逆行。 光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中,會產(chǎn)生折射。如果射入的介質(zhì)密度大于原本光線所在介質(zhì)密度,則入射角小于折射角。反之,若小于,則入射角大于折射角。但入射角為0,則無論如何,折射角為零,不產(chǎn)生折射。但光折射還在同種不均勻介質(zhì)中產(chǎn)生,理論上可以從一個(gè)方向射入不產(chǎn)生折射,但因?yàn)榉植磺褰缇€且一般分好幾個(gè)層次又不是平面,故無論如何看都會產(chǎn)生折射。如從在岸上看平靜的湖水的底部屬于第一種折射,但看見海市蜃樓屬于第二種折射。凸透鏡凹透鏡這兩種常見鏡片所產(chǎn)生效果就是因?yàn)榈谝环N折射。
光是由什么組成的?
光是一種物質(zhì),其具有波粒二項(xiàng)性,即其其既具有波的性質(zhì)又具有物質(zhì)的性質(zhì),光的速度是300,000千米/秒,黑洞是一種密度極大,質(zhì)量極大的物質(zhì)其性質(zhì)目前還沒有完全掌握,其之所以難以研究就是因?yàn)槠淇梢晕罅康纳渚€,光線.
光有波粒二項(xiàng)性,其組成單位不是由夸克所組成的,夸克只是構(gòu)成質(zhì)子中子的一種未最終確認(rèn)的微粒,其相對光來說太大了,光的基本組成是光子.具體質(zhì)量還難以測量.
另外,電子,質(zhì)子也有波動性的一面也會發(fā)生波的衍射現(xiàn)象,高中的物理書上有幾幅照片,可參考.
經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為光的本質(zhì)就是電磁波,就你初中的學(xué)習(xí)理解到這里就可以啦,但由于我是學(xué)光學(xué)的,所以有必要和義務(wù)講講這里面的具體的一些東西,可能會是難理解點(diǎn)。
人們對光的關(guān)注從人開始思考這個(gè)世界就開始了,因?yàn)槲覀兙蜕钤诠鉄o處不在的世界中。在自然科學(xué)從宗教中分離開之前,人類對于光的本質(zhì)的理解幾乎沒有進(jìn)步,只是停留在對光的傳播、運(yùn)用等形式上的理解層面。牛頓構(gòu)建了經(jīng)典物理學(xué)的大廈后,人類的科學(xué)思想得到突破,開始討論類似你“光是什么?”的問題,并且在一定程度上取得了理論上的成果。牛頓時(shí)代,對這個(gè)問題的回答,存在“粒子學(xué)說”和“波動學(xué)說”兩種聲音。牛頓認(rèn)為光是一種粒子,就像原子一樣的小顆粒。光學(xué)史上的第一位偉大科學(xué)家,與牛頓同時(shí)代的惠更斯提出光是一種波的概念,而且提出了光學(xué)的惠更斯原理。兩種聲音中,歷史證明惠更斯的思想正確指引了光本質(zhì)的探討。等到麥克斯韋將電磁波理論完全建立起來后,人們發(fā)現(xiàn)電磁波的速度就是光速,從而論證了光就是一種電磁波(場)。就在人們認(rèn)為光就是一種電磁波,惠更斯在光學(xué)上完全戰(zhàn)勝牛頓時(shí),人類進(jìn)入了20世紀(jì)。短短十年內(nèi),量子理論和相對論相繼建立,物理學(xué)由經(jīng)典物理進(jìn)入了現(xiàn)代物理學(xué)。牛頓精神神奇的在量子理論中復(fù)活,量子理論的確立,很大原因建立于人們對光學(xué)的幾個(gè)重要的波動學(xué)說無法解釋的實(shí)驗(yàn)的理論研究。愛因斯坦提出光量子的概念,再次談回光的粒子性的問題。至此,光是具有波粒二象性的物質(zhì)成為理論上的妥協(xié)點(diǎn)。之后的意大利物理學(xué)家德布羅意更是提出所有物質(zhì)都具有波粒二象性的理論,即認(rèn)為所以的物體都既是波又是粒子。將人類對物質(zhì)的屬性的理解完全展拓了。
