目录

  • 1 什么是物理
    • 1.1 物理是文化
    • 1.2 探秘宇宙
    • 1.3 物理的工具
    • 1.4 猜与争论
    • 1.5 近年来的物理成就
  • 2 简单的牛顿力学
    • 2.1 惯性系中的牛顿力学
    • 2.2 摩擦力
    • 2.3 惯性系
    • 2.4 万有引力
  • 3 机械能
    • 3.1 是什么解释了复杂的力
    • 3.2 力的效果——动能
    • 3.3 保守力场——势能
    • 3.4 真的守恒吗?
    • 3.5 为什么会旋转?
    • 3.6 完美的模型——刚体
    • 3.7 陀螺动起来
  • 4 振动与波
    • 4.1 简谐振动
    • 4.2 强迫振动
    • 4.3 振动的传播——波
    • 4.4 干涉和衍射
    • 4.5 驻波
  • 5 光学
    • 5.1 光就是电磁波
    • 5.2 光的波粒之争
    • 5.3 光学成像
    • 5.4 眼睛的功能
    • 5.5 光的波动性
  • 6 热学与统计物理
    • 6.1 从微观到宏观
    • 6.2 温度是什么?
    • 6.3 热力学系统
    • 6.4 理想的气体
    • 6.5 配容
    • 6.6 温度与高度
    • 6.7 气体输运
    • 6.8 热力学定律
    • 6.9 熵与天气预报
  • 7 电学
    • 7.1 库仑定律
    • 7.2 电场
    • 7.3 高斯定理
    • 7.4 电场的一些性质
    • 7.5 电路
  • 8 磁学
    • 8.1 磁的现象
    • 8.2 洛伦磁力
    • 8.3 安培定律
    • 8.4 法拉第的实验
    • 8.5 磁介质
  • 9 量子力学
    • 9.1 量子论的诞生
    • 9.2 波粒二象性
    • 9.3 不确定关系
    • 9.4 自旋
    • 9.5 德布罗意常数
    • 9.6 隧道效应
    • 9.7 纠缠态
    • 9.8 量子计算机
  • 10 分子、原子、夸克
    • 10.1 卢瑟福的发现
    • 10.2 元素周期表的由来
    • 10.3 构成万物的分子
    • 10.4 分子间的作用力
    • 10.5 神秘的原子核
    • 10.6 原子能的利用
    • 10.7 物质的基本构成
    • 10.8 更多更小的粒子
    • 10.9 夸克
    • 10.10 超弦理论
  • 11 高能物理
    • 11.1 超高能量
    • 11.2 希格斯粒子
    • 11.3 丁肇中的故事
    • 11.4 中微子的发现
    • 11.5 人类的脚步
  • 12 相对论
    • 12.1 爱因斯坦火车
    • 12.2 相对论变换
    • 12.3 尺度变短时钟变慢
    • 12.4 能量的来源
    • 12.5 广义相对论
  • 13 简单天文学
    • 13.1 我们的宇宙
    • 13.2 恒星的死亡
    • 13.3 黑洞
    • 13.4 引力波的存在
  • 14 大爆炸宇宙学
    • 14.1 多普勒效应
    • 14.2 宇宙微波背景辐射
    • 14.3 宇宙的起源
    • 14.4 星体的起源
    • 14.5 正反物质不对称性
    • 14.6 暗物质与暗能量
  • 15 前进中的物理学与人类文明
    • 15.1 什么是物理学
    • 15.2 物理从实验中来
    • 15.3 物理与数学
    • 15.4 模型的应用
    • 15.5 物理中国梦
光的波粒之争
  • 1 视频
  • 2 章节测验

 

光的波粒二象性

光的波粒二象性简单说就是光既具有波动特性,又具有粒子特性。科学家发现光既能像波一样向前传播,有时又表现出粒子的特征。因此我们称光有“波粒二象性”。

光的粒子性

牛顿由于其对科学界所做出的巨大的贡献,成为了当时无人能及一代科学巨匠。随着牛顿声望的提高,人们对他的理论顶礼膜拜,重复他的实验,并坚信与他相同的结论。整个十八世纪,几乎无人向微粒说挑战,也很少再有人对光的本性作进一步的研究。托马斯.杨提出了光的干涉的概念和光的干涉定律 十八世纪末,在德国自然哲学思潮的影响下,人们的思想逐渐解放。英国著名物理学家托马斯·杨开始对牛顿的光学理论产生了怀疑。根据一些实验事实,杨氏于1800年写成了论文《关于光和声的实验和问题》。在这篇论文中,杨氏把光和声进行类比,因为二者在重叠后都有加强或减弱的现象,他认为光是在以太流中传播的弹性振动,并指出光是以纵波形式传播的。他同时指出光的不同颜色和声的不同频率是相似的。1801年,杨氏进行了著名的杨氏双缝干涉实验。实验所使用的白屏上明暗相间的黑白条纹证明了光的干涉现象,从而证明了光是一种波。同年,杨氏在英国皇家学会的《哲学会刊》上发表论文,分别对“牛顿环”实验和自己的实验进行解释,首次提出了光的干涉的概念和光的干涉定律。

1803年,杨氏写成了论文《物理光学的实验和计算》。他根据光的干涉定律对光的衍射现象作了进一步的解释,认为衍射是由直射光束与反射光束干涉形成的。但由于他认为光是一种纵波,所以在理论上遇到了很多麻烦。他的理论受到了英国政治家布鲁厄姆的尖刻的批评,被称作是“不合逻辑的”、“荒谬的”、“毫无价值的”。