光需要介质传播吗
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现今的教科书中讲,光传播不需要传播介质,其实这种说法是没有道理的。这里通过波的形成与传播机制,来探讨一下光的传播介质。
波的形成需要两个基本条件:波源和介质。波源是产生振动的物体,而介质则是振动能量传播所需的物质,这两个条件缺一不可。没有波源就无法产生振动,而没有介质则无法传播振动。
而介质的震动,只是在一平衡点进行,介质并不会随波移动,所以必须有连续的传播介质,波才可以传播下去。根据波的这个传播特点,可归纳出确定波传播介质的方法,即:波传播时,在传播地点做有序震动的物质,就是波的传播介质。那么光传播时,是那种物质在做有序振动呢?是电磁场。因为光传播时,光波中电磁场的强度,进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换,实际就是电磁场在振动,变换中的电磁场的最大强度,正是电磁波的振幅。所以说,电磁场就是电磁波的传播介质。由于磁场是电场的另一种表现形式,即可认为:光的传播介质是电场。
波的形成需要两个基本条件:波源和介质。波源是产生振动的物体,而介质则是振动能量传播所需的物质,这两个条件缺一不可。没有波源就无法产生振动,而没有介质则无法传播振动。
而介质的震动,只是在一平衡点进行,介质并不会随波移动,所以必须有连续的传播介质,波才可以传播下去。根据波的这个传播特点,可归纳出确定波传播介质的方法,即:波传播时,在传播地点做有序震动的物质,就是波的传播介质。那么光传播时,是那种物质在做有序振动呢?是电磁场。因为光传播时,光波中电磁场的强度,进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换,实际就是电磁场在振动,变换中的电磁场的最大强度,正是电磁波的振幅。所以说,电磁场就是电磁波的传播介质。由于磁场是电场的另一种表现形式,即可认为:光的传播介质是电场。
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2020-06-17 广告
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光传播不需要介质。但是光传播中经过的“介质”会对光的传播产生影响。通过不透明物质时,大量光被吸收、反射,从而使得投射过的光强度很小,就“无法透过”了。
光是直线传播的,但当光遇到另一介质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然沿直线传播。而在非均匀介质中,光一般是按曲线传播的。
以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。光是沿前后左右上下各个方向传播的,光的亮度越亮,越不明显看出,当光亮度较暗时,由发光体到照明参照物的光会扩大,距离越远,扩散的越大,由最初的形状扩散到消失为止,而当发光体离照明参照物零距离时,光的形状是发光体真正的形状大小,所以光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。
传播途中每一点都是一个次波点源,发射的是球面波,对光源面发出的所有球面波积分,当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体,即表现为直线传播,实际上也有发散。
光是直线传播的,但当光遇到另一介质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然沿直线传播。而在非均匀介质中,光一般是按曲线传播的。
以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。光是沿前后左右上下各个方向传播的,光的亮度越亮,越不明显看出,当光亮度较暗时,由发光体到照明参照物的光会扩大,距离越远,扩散的越大,由最初的形状扩散到消失为止,而当发光体离照明参照物零距离时,光的形状是发光体真正的形状大小,所以光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。
传播途中每一点都是一个次波点源,发射的是球面波,对光源面发出的所有球面波积分,当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体,即表现为直线传播,实际上也有发散。
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