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光学大杂烩

时间:2020/10/18 22:04:58   作者:郑士利   来源:正势利   阅读:57   评论:0
内容摘要:光同时具备四个重要特征:1、在几何光学中,光以直线传播。2、在波动光学中,光以波的形式传播。即可把光看作是一种频率很高的电磁波。3、在量子光学中,光的能量是量子化的,构成光的量子(基本微粒),我们称其为“光量子”,简称光子,因此能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。光线越强,所含的光子越多。4、光速极快。在真空中为3×1...
光同时具备四个重要特征:
1、在几何光学中,光以直线传播。
2、在波动光学中,光以波的形式传播。即可把光看作是一种频率很高的电磁波。
3、在量子光学中,光的能量是量子化的,构成光的量子(基本微粒),我们称其为“光量子”,简称光子,因此能引起胶片感光乳剂等物质的化学变化。光线越强,所含的光子越多。
4、光速极快。在真空中为3×108m/s,在空气中的速度要慢些。在折射率更大的介质中,譬如在水中或玻璃中,传播速度还要慢些。
光
光

光的传播规律

(1)光的直线传播规律已如上述。大地测量也是以此为依据的。
(2)光的独立传播规律。两束光在传播过程中相遇时互不干扰,仍按各自途径继续传播,当两束光会聚同一点时,在该点上的光能量是简单相加的。
(3)光的反射和折射定律。光传播途中遇到两种不同介质的分界面时,一部分反射,一部分折射。反射光线遵循反射定律,折射光线遵循折射定律。

光波,通常是指电磁波谱中的可见光。可见光通常是指频率范围在3.9×1014~7.5×1014Hz之间的电磁波,其真空中的波长约为400~760nm。光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,是自然界中物质运动的最快速度。光波是横波,其中电场强度E磁感应强度B(或磁场强度H)彼此相互垂直,并且都与传播方向垂直。
光

光波是一种特定频段的电磁波


光波具有波粒二象性(是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质):也就是说从微观来看,由光子组成,具有粒子性;从宏观来看又表现出波动性。根据量子场论(或者量子电动力学),光子是电磁场量子化之后的直接结果。光的粒子性揭示了电磁场作为一种物质,是与分子原子实物粒子一样,有其内在的基本结构(组成粒子)的。而在经典的电动力学理论中,是没有“光子”这个概念的。
光波作为一种特定频段是电磁波,其颜色频率有关。可见光中紫光频率最大,波长最短。红光则刚好相反。
红外线紫外线X射线等都属于不可见光。
红外线频率比红光低,波长更长。
紫外线、X射线等频率比紫光高,波长更短。

光的波粒二象性
光电效应以及康普顿效应无可辩驳地证明了光是一种粒子,但是光的干涉和光的衍射又表明光确实是一种波。光到底是什么?光是一种波,同时也是一种粒子。光具有波粒二象性。这就是现代物理学的回答。
标准模型中,光子(γ)是传递电磁相互作用的基本粒子。
标准模型中,光子(γ)是传递电磁相互作用的基本粒子。
根据量子场论(或者量子电动力学),光子是电磁场量子化之后的直接结果。光的粒子性揭示了电磁场作为一种物质,是与分子、原子等实物粒子一样,有其内在的基本结构(组成粒子)的。而在经典的电动力学理论中,是没有“光子”这个概念的。
从物质结构的角度来讲,类似于地球水份分布是大量水分子的累积效应,电磁场也可以被看作是大量光子的累积的宏观效果。











 




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