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波粒二象經典例題
波粒二象經典例題
更新时间:2025-04-02 15:24:34

波粒二象經典例題(文武科學思考之三)1

在研究光的傳播時,人類曆史上有兩個偉大的科學家率先提出了自己的理論觀點。第一個科學家荷蘭的著名物理學家、天文學家克裡斯蒂安·惠更斯認為宇宙空間充滿了“以太”,光在“以太”中以波的形式四射。那麼,光究竟是一種微粒,還是一種波呢?另一個科學家是英國的著名物理學家艾薩克·牛頓認為光源會發射出大量的“微粒”,微粒是沒有重量的,并沿着直線傳播。那麼,光究竟是一種微粒,還是一種波呢?

我們來了解光的一些物理特性。1、光可以在真空、空氣、水等透明的物質中傳播。那麼光在不透明的物質中是不能傳播或者難傳播的。能不能在物質中傳播這是由物質的透明度所決定的。當然,再怎麼不透明的物質,總會有光子穿過其中,隻是我們肉眼無法看得見而已。2、光在真空的傳播速度為2.99792458×10^8m/s。真空的含義是指在給定的空間内低于一個大氣壓力的氣體狀态,是一種物理現象。真空是一種沒有空氣或者極少空氣的狀态。光在真空中傳播時,由于沒有空氣的阻礙,所以傳播速度達到最快。在其他介質中,光的傳播速度比真空中速度小。3、光會發生反射、折射、幹涉以及衍射等現象。光的這些反射、折射、幹涉以及衍射等現象,是因為光子在直線傳播時受到阻礙時所發生的各種反應現象。如果光子不是直線傳播這些反射、折射、幹涉以及衍射等現象也不會發生。4、光線在均勻同種介質中沿直線傳播。光線隻進行直線傳播,沒有進行曲線傳播。5、光的強弱使得光的明暗度不一樣。它随光源能量和距離的變化而變化。6、隻有一個光源,光的方向是很容易确定的,但是光源多了,光的方向就很難确定,有時甚至迷失。7、光随不同的光的本源,并随它穿越的物質的不同而變化出多種色彩。不同的光源與不同的介質讓光呈現出五顔六色。8、光的波長。可見光為380~780 nm。不同顔色的光的波長各不相同。紅光:波長範圍:625~740nm;橙光:波長範圍:590~610nm;黃光:波長範圍:570~585nm;綠光:波長範圍:492~577nm;靛光:波長範圍:420~440nm;藍光:波長範圍:440~475nm;紫光:波長範圍:380~420 nm。光源之所以發出光,是因為光源中原子、分子的運動,主要有三種方式:熱運動、躍遷輻射(包括自發輻射和受激輻射),以及物質内部帶電粒子加速運動時所産生的光輻射。

光的傳播既是波的運動,又是粒子的運動,這就是光的波粒二重性。雖說光線在均勻同種介質中沿直線傳播,但并不表示光波的運動方向是縱向而非橫向。光波在運動時既有縱波,又有橫波,因為光是沿着直線運動,所以縱波表現明顯。光子是一種粒子,它在傳播時運動并不是勇往直前,它一樣在運動中呈向前的無規則運動。光子在前進的途中,光粒子在運動時是前後左右橫沖直撞地做無規則的運動,但是光粒子還是沿着直線前進,所以就有了光速。光有沒有質量?肯定有質量,隻是質量微小得讓人難以測量。光是一種物質,是一種能量,不存在沒有質量的物質,因為物質要遵循物質守恒定律、質量守恒定律、能量守恒定律。如果光粒子沒有質量,那麼就違反了這些定律,那麼就不符合科學。光由什麼驅動它運動?物質粒子之間存在着相互作用,有強相互、電磁相互、弱相互和引力相互作用,那麼光粒子作為物質粒子的一種也一樣存在相互作用,不過光粒子并不是漫無目的運動,而是在無規則運動後有方向感,統一沿着直線運動。光受什麼驅動?光受光源與光子物理特性驅動。沒有光源,光子無法産生運動,沒有光子特殊的物理性質也無法産生運動。這兩者缺一不可。光子運動的力量來源于内驅力,這是物理特性決定的,又來源于外驅力,這是由光源決定的。有沒有超過光速的物質?肯定有。例如,宇宙膨脹的速度就遠遠高于光速。光速能進一步提高速度成為超光速嗎?超光速這個問題在現有科學理論上是行不通。但事物的發展并不是絕對的,光速要成為超光速,需要有特殊的光源驅動,或者用全新科技術激發光粒子的運動,使其減少無規則運動,隻做勇往直前做直線運動。因為光速并不是宇宙唯一最快的速度,還有很多已知或者未知能超越光速的物質運動,所以,隻有進一步探索宇宙,了解宇宙奧秘,才能發現更多超越光速的物質運動,隻有這樣,才能解開光粒子在真空傳播速度2.99792458×10^8m/s 的束縛,從而超越光速。隻有超越光速,我們人類才能在浩瀚的宇宙中自由穿梭,才能去探索宇宙更多的空間,去了解更多的宇宙奧秘。光可以凝固成為像星球大戰裡面一樣的光劍嗎?肯定可以。因為光不但是一種物質能量,又一種物質粒子。物質粒子是有形的,并非是無形的,有形的物質,隻要科學方法得當,科學技術恰當,是非常肯定能把光凝固成固體,成為人類想要利用的模樣。科學無止境,科技是人類文明前進的動力。人類是想永恒,還是想滅絕,都跟我們人類科技有關,科學技術越發達、越先進,越能幫助人類生存得更久,生生不息。

作者簡介:李文武,著名管理學家。《博銳管理在線》《中華品牌管理網》《中國管理傳播網》等知名管理網站專欄作家。又是多家媒體與網絡作家。研究:曆史、經濟、管理。

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