光怎能够既是一种波。又是一种粒子呢。这不是互相矛盾的吗。

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沧海横流788
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人们对光的关注从人开始思考这个世界就开始了,因为我们就生活在光无处不在的世界中。在自然科学从宗教中分离开之前,人类对于光的本质的理解几乎没有进步,只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。牛顿构建了经典物理学的大厦后,人类的科学思想得到突破,开始讨论类似你“光是什么?”的问题,并且在一定程度上取得了理论上的成果。牛顿时代,对这个问题的回答,存在“粒子学说”和“波动学说”两种声音。牛顿认为光是一种粒子,就像原子一样的小颗粒。光学史上的第一位伟大科学家,与牛顿同时代的惠更斯提出光是一种波的概念,而且提出了光学的惠更斯原理。两种声音中,历史证明惠更斯的思想正确指引了光本质的探讨。等到麦克斯韦将电磁波理论完全建立起来后,人们发现电磁波的速度就是光速,从而论证了光就是一种电磁波(场)。就在人们认为光就是一种电磁波,惠更斯在光学上完全战胜牛顿时,人类进入了20世纪。短短十年内,量子理论和相对论相继建立,物理学由经典物理进入了现代物理学。牛顿精神神奇的在量子理论中复活,量子理论的确立,很大原因建立于人们对光学的几个重要的波动学说无法解释的实验的理论研究。爱因斯坦提出光量子的概念,再次谈回光的粒子性的问题。至此,光是具有波粒二象性的物质成为理论上的妥协点。之后的意大利物理学家德布罗意更是提出所有物质都具有波粒二象性的理论,即认为所以的物体都既是波又是粒子。将人类对物质的属性的理解完全展拓了。
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2023-06-13 广告
严格地说,光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。有实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.7微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.7微米以上到1 微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫... 点击进入详情页
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小婷影视屋
2021-01-09
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15920268354
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简单的讲,这个是波粒二象性,可以理解为光粒子是波浪形的向前运动,从宏观上看光是直线传播,从微观上看光是波浪前进。
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追问
光是波粒二像性。是否同时出现。二者是否同时同速度伴行。占体积有多大。
光有波粒二像性。怎样理解。怎样看见。"波""粒"是否同时出现。请举个例子。
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y850832790
2014-01-23 · TA获得超过180个赞
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波粒二象征性,光既是波也是量子
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apple163happy
2020-03-15 · TA获得超过545个赞
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比较复杂。

最快捷的方法就是阅读《(人教版)物理选修教材3-5》的第17章波粒二象性(版本可能稍有不同)的内容。(其实教材给的解释就比较到位了,应该脚踏实地的去学习看看)

以下是个人学习后观点(仅供参考,说实话教材读几遍自然就懂了):

在此之前人们普遍认为波和粒子是两种不同的形态。托马斯杨等人通过干涉等实验,曾经彻底地扳倒了光的粒子论(以前只有波才会有干涉现象)(具体实验自行查阅)。但在近代,对光电现象的进一步研究(自行查书或百度,简单来讲就是:

{

在实验中,带有 一定 电压的两块金属板之间(无介质),是不会产生电子流的。但在 一定 的光的照射下,会产生电子流,科学家对不同性质的光以及其所产生的电子流进行分析,发现三个规律:

  1. 光照不变,升高电压,两极板间的电流强度存在一个极值。

  2. 对于同一频率的光,有相同的遏止电压让电流为零。(也就是与光的强度无关)

  3. 只要符合产生电流的条件,只要一有符合条件的光(无论强弱),都会瞬间产生电流。

}解释完毕,不完整)

但部分规律和人们已经建立的光的电磁模型不符(也与人们的经验不符):

  1. 遏止电压应该和光强有关,和频率无关

  2. 光只要足够强,就一定会产生电流

  3. 光很弱时,应该需要时间“蓄力”,而非瞬时激发电流

对此,爱因斯坦提出了光电效应方程:

E(k)=hv-W0(看不懂没关系,看书有解释)

爱因斯坦的方程得到了实验的证明(比如有名的密立根)。爱因斯坦的光电效应方程是从“光子”的角度来解释的,因此可以说光电效应方程揭示了光的粒子性。光的粒子性后来又被康普顿效应进一步证明(证明光有动量,具体见相关资料,网上也有)

在这之后的1924年,德布罗意在他的博士学位论文中,大胆的把光的波粒二象性推广到所有实物粒子,并在之后被电子的衍射实验证明。

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关于您的疑问也是有回答的:

(先说一下啊,提问者在一个追问里面提到火。。。火是等离子体,是一种物质,当然还是有质量的,而且火=!光。。。)

物质波的波长,也就是俗称的“德布罗意波”的波长(为了纪念他),是有计算公式的:(其实可以理解成普朗克公式的变形)

λ=h/p

(λ:德布罗意波的波长;h:普朗克常数;p:粒子的动量)

易算得一个m=0.01kg,v=300m/s的子弹的德布罗意波的波长约为————2.2×e(-34)m。

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至于矛盾不矛盾的问题。这个模型很好的解决了现实问题,由此派生出的量子力学则更是推动人类现代发展的中坚力量之一(具体见网页链接)。只能说它经受住了实践的检验

也没有理由认为波与粒子是矛盾的,只不过是和人们的日常生活经验不大相符而已。

至于其他的假设嘛。。。暂时还没有一个已知的理论框架比它更好(指实验吻合度等方面)

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还是自己去看书比较好。以上回答纯手敲(当然除了那个链接~)。鉴于笔者是在校学生,而且说的主要是个人的理解,难免有些地方会有疏漏;另外如果有更多疑问,也希望大家能在评论区里以平和的心态进行讨论。(不过由于学业问题,可能没时间给予回复。。。)

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