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光的波动性

1已有 874 次阅读  2011-10-11 09:15   标签xml  office  style  class 

 第三节 光的波动性  

关于光的本性问题,由于光现象的复杂性和多样性。要用统一的理论来阐明它,历史上曾遇到很大的困难,就是在现代,光的概念也还在演变着,光的新理论也还在发展着。

由观察结果能够确定:物体发射光时损失能量,吸收光时获得能量,光在物质中传播时能量从物质的一部分迁移到另一部分。这种迁移可能依靠波动,也可能依靠移动的微粒。波动的特征是能量以振动的形式在物质中依次转移,物质本身并不随波移动。相反地,依靠微粒来迁移能量时,能量随着微粒一起移动。

衍射和干涉现象无可置辩地肯定了光的波动本性,而光电效应又无可置辩地肯定了光的粒子性。运动引力假说认为粒子性是因,波动性是果,微粒的波动性是微粒群体运动的结果。即光子本属于粒子,只是在运行过程中受到运动场力的作用而使其运行轨道不断变化表现为波形轨道。就定向的粒子群体来说,组成粒子群这一群体的是许许多多的单个粒子,因而粒子群包含个体的特征——粒子性。当我们用某种物质与微观客体的相互作用去探测该微观客体时,它就表现出粒子性。粒子运动时,在其周围空间存在着运动力场。定向运动粒子群中的每个粒子都要受到周围其它运动粒子的运动力场作用。这种相互作用的结果,使得粒子群表现出波动性。

下面以光束为例说明光的波动性。

运动力场假说认为,组成光束的每一条光线(由同一直线上运动方向相同或相近的光子组成)在其周围空间都会产生以直线为轴,按右手安培定则确定其方向的运动力场。就光线而言,光线之间因为运动力场的作用相互吸引而束缚在一起,就单个粒子而言在每条光线周围的所有光子都将受到运动力场的作用而不断改变其运动方向,由左手定则可知,光子总受到与其运动方向垂直的运动力场的作用,而且力的大小也是变化的——离光线近受到的运动力大,反之,则小。

             ·       ·       ·        ·         ·

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             ×        ×      ×         ×        ×                   

           图 14

如图14,根据左、右手定则判断可知,光子是蛇形前进的,即光沿直线传播相当于蛇沿直线前进,每个光子的运动轨道相当于蛇的每个脊椎的运动轨道,即正弦(或余弦)波形。这就是光沿直线传播的实际情况,也是光同时具有粒子性和波动性的原因。

光束由许多条光线组成,光线又由无数个光子组成。光束中间的光子由于受到周围光线运动力场的作用而几乎做直线运动。因而就光束整体而言,光是沿直线传播的,但光束边缘的光子由于受到的运动力不均匀,满足一定条件时就脱离整体,因而即使是单独一束光投射在屏上,经过精密的观察,也能观察到明暗相间的条纹。

光束中光子之间存在相互约束的运动力。一旦约束光子运动的运动力减弱,它的波动性就表现得更明显。因此,当光通过满足一定条件的小孔或狭缝后,光子之间失去了彼此约束的运动力而按离开小孔或狭缝时的方向作直线运动,由于离开小孔时的角度不同,因而出现了明暗相同的衍射条纹,离开小孔时角度相同的光子到达屏幕时出现圆形亮条纹,没有光子到达的地方则为暗条纹。

光束越细,光子之间相互约束的运动力越弱,波动性越明显。

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发表评论 评论 (2 个评论)

  • 钟杏生 2011-10-11 10:33
    物理的根源是物质,对光的物质性本质认识正确认识物理的前提,物理是物质本质对自身确定条件中运动的必然性决定关系。对光的认识的困难还在于对光的系统构成的认识上,看一下我的关于光的博文,我们可能建立共识。
  • 邱有良 2011-10-11 10:48
    谢谢指点!
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