光是一种什么物质?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/09 03:12:48
光是一种什么物质?
光是一种什么物质?
光是一种什么物质?
虽然我们每天都在接触光、应用光,但要问道：光是什么?却很少有人能给出精确定义.在经典物理学上,粒子理论认为光是由一个个独立的光子构成的.到十七世纪晚期Christian Huygens提出了波动理论,认为光是一种特殊的波而不是粒子集合.1807年Thomas Young又用光的衍射行为进一步证实了这一理论.可就在人们决定接受新的波动理论的同时,却不知如何去解释用粒子理论很好理解的光的镜面反射行为.光到底是什么,是一种粒子,还是一种波?
1905年爱因斯坦提出了著名的光电效应,认为紫外线在照射物体表面时,会将能量传给表面电子,使之摆脱原子核的束缚,从表面释放出来,因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子.后人又将这一理论进一步深化,创建了量子物理,认为一切物质都具有波粒二相性,只是二者所占比例不同,所以光既是一种波,同时又是由一个个光子所构成.但光作为一种独特物质,它的波动性还是占主要方面.
为了更好地理解光的波动性,我们首先来看看大家熟悉的水波.虽然名为水波,它却不是由水构成的,而是由穿过水的能量形成,也就是说当你用手在水中滑动,使之形成水波由左向右传播,但这并不是左边的水向右运动的结果,而是你将自身的能量传递给水,它借助波的形式在水中传播,此过程中水分子只是上下振动并没有离开原来的位置.举一反三,所有的波都是运动的能量,传播时大多都需借助类似于水的不同的介质.光波也是如此,只是略微复杂一些,能量以电磁场的形式存在,可以不依靠介质在真空中传播.
与其他波相似,光波也有波长、频率等几个主要表征参数.我们平日熟悉的可见光、红外线、紫外线、x射线等说法就是光波按波长划分后的叫法,其中可见光的波长是在4000到7000埃（1埃＝十亿分之一米）之间,光谱右端波长最短的γ射线只有1埃,左侧波长最长的电磁波的却可以达到几个厘米甚至几米.根据公式：c（光速）＝λ（波长） X ν（频率）可知,光速作为一个定植,所以不同波长的光,频率也就不同.可见光的频率范围处在430万亿赫兹（红光）与750万亿赫兹（紫光）之间,整个光谱的频率却可小到十亿赫兹之下（电磁波）,大到3 X 10 10 十亿赫兹之上（γ射线）.作为能量的一种传播方式,光能E = hυ（υ—频率）,即波的能量与频率成正比,不同频率的波具有不同的能量,可见光中紫色光的能量最高,红色光的能量最低.