光的微粒说和波动说(附答案)
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高考物理必考知识点:光的波动性和微粒性查字典物理网为大家准备了高考物理必考知识点,希望大家的能力更上一层楼。
1.光本性学说的发展简史(1)牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流.它能解释光的直进现象,光的反射现象.(2)惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以波的形式向周围传播.它能解释光的干涉和衍射现象.2、光的干涉光的干涉的条件是:有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。
(相干波源的频率必须相同)。
形成相干波源的方法有两种:⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。
⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。
下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
3.干涉区域内产生的亮、暗纹⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即=n(n=0,1,2,)⑵暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即=(n=0,1,2,)相邻亮纹(暗纹)间的距离。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。
4.衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时,会在屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹很亮,越向边缘越暗。
⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。
(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm 时,有明显衍射现象。
)⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大,而亮度变暗。
5、光的偏振现象:通过偏振片的光波,在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的方向振动,称为偏振光。
光的偏振说明光是横波。
6.光的电磁说⑴光是电磁波(麦克斯韦预言、赫兹用实验证明了正确性。
)⑵电磁波谱。
波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。
各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。
一、光的微粒说与波动说光的本性是什么?三百多年来,它一直是令人困扰,久盛不衰的课题,它牵动着那么多物理学家的神经,使他们忘寝废餐、苦苦求索。
一代又一代才华横溢、学识渊博的学者、泰斗被卷入争论的旋涡,一座又一座“迷宫”出现在他们面前。
这场争论极大地影响和推动了近代科学发展的进程,直接导致了《相对论》的诞生。
追寻往事,令人感叹,发人深省。
1.根深蒂固的微粒说远在古希腊时代,亚里士多德等先哲即对光的本性深感兴趣。
他们认为光是从物体发出、射入眼睛引起视觉的客观现象,并总结出光的基本性质是:1、光在均匀媒质中直线传播;2、光线相互交汇时互不扰乱对方。
十七世纪文艺复兴时期逐渐形成了光本性的两种学说--微粒说与波动说。
17世纪的科学巨匠牛顿,也是光学大师。
关于光的本性,牛顿是这样认为的:光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流,发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流,一旦这些光粒子进入人的眼睛,冲击视网膜,就引起了视觉,这就是光的微粒说.牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象。
由于微粒说通俗易懂,又能解释常见的一些光学现象,所以很快获得了人们的承认和支持。
但是,微粒说并不是“万能”的,比如,它无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互不干扰地独立前时,为什么光线并不是永远走直线,而是可以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象。
为了解释这些现象,和牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯,提出了与微粒说相对立的波动说。
惠更斯认为光是一种机械波,由发光物体振动引起,依靠一种特殊的叫做“以太”的弹性媒质来传播的现象。
波动说不但解释了几束光线在空间相遇不发生干扰而独立传播,而且解释了光的反射和折射现象,不过在解释折射现象时,惠更斯假设光在水中的速度小于在空气中的速度,这与牛顿的解释正好相反。
谁是谁非,拉开了近代科学史上关于光究竟是粒子还是波动的激烈论争的序幕。
尽管波动说可以解释不少光学现象,但由于它很不完善,解释不了人们最熟悉的光的直进和颜色的起源等问题,所以没有得到广泛的支持。
光的微粒说和波动说(附答案)一、光的微粒说和波动说光的本性问题很早就引起人们的注意,在对光的本性的探究中,逐渐形成了两种观点。
1.光的微粒说,认为光是从光源发出的高速运动的小颗粒。
这种看法可以圆满地解释光的直线传播,影的形成。
如果把小颗粒比喻成弹性小球,当小球碰在桌面上时,垂直于桌面的分速度,在与桌面碰撞时,原速反向弹回;平行与桌面的分速度不发生变化,则可以圆满地得出了反射定律。
在解释折射定律时,如果假设垂直于媒质的分速度在光密媒体中的速度分量变大,则可以圆满地解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射。
并能导出折射定律(即入射角正弦与折射角正弦之比为常数。
)但这就要假设光在光密媒质中速度较大。
但光的微粒说同时也遇到困难,即光入射到两种不同媒质界面时,为什么一部分光被反射,一部分被折射?另外,当两束光交叉相遇时,为什么能够沿原方向传播?2.光的波动说。
认为光是某种振动,以波动形式向周围传播。
光的波动说可以圆满解释光射向媒质界面时,可以同时发生反射和折射。
因为水波在遇到这类情况时,反射与折射可以同时发生。
两列波相遇时,可以仍照原方向传播。
用光的波动说还可以解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射,但是需假设光在光密媒质中的传播速度较小。
但当时还没有开展光速测定,所以哪种说法更合理,还无法确定。
另外,光的波动说在解释光的直线传播与影的形成等不如光的微粒说来得容易。
两种学说在解释光的一些现象时,既有成功的一面,又有不足的一面,都无法圆满解释所有的光学现象。
但因微粒说的代表人物是牛顿,因牛顿的地位和影响,所以微粒说在其后的很长一段时间内,一直占主导地位。
一直到19世纪初,光的干涉、衍射现象在实验中被相继观测到,特别是在光速的测定实验中,得到的是在光密媒质中的传播速度较小,波动说的地位逐渐得到承认。
二、光的干涉1.波的干涉两列波干涉的条件:频率相同,相差恒定,才可以产生稳定的干涉现象。
2.光的干涉:如果两个光源发出的光满足干涉条件,将也会观察到光的干涉现象。
光的微粒说和波动说光既是一种波动现象,又是由微粒组成的,这是一个长期以来受到科学界争论的话题。
本文将对光的微粒说和波动说进行探讨,以期深入理解光的本质。
首先,我们要了解光的微粒说。
光的微粒说是由爱因斯坦提出的,他认为光是由具有能量和动量的微观粒子组成的。
根据这一观点,光的传播可以看作是微粒在空间中传播的过程。
光的微粒说可以解释光的很多现象,如光的直线传播和反射等。
微粒说揭示了光的粒子性质,使人们对光的本质有了更深入的认识。
其次,我们来了解光的波动说。
光的波动说是由赫兹和麦克斯韦等科学家提出的,他们认为光是一种电磁波的传播。
根据波动说,光的传播是通过电磁场相互作用而产生的波动现象。
波动说可以解释光的干涉、衍射等现象,揭示了光的波动性质。
光的波动说为我们理解光的传播和相互作用提供了重要的理论依据。
光的微粒说和波动说虽然在一定程度上相互矛盾,但事实上它们是可以统一起来的。
根据量子力学的理论,光既可以看作是微观粒子的集合,也可以看作是电磁波的传播。
这一观点被称为光的波粒二象性。
根据波粒二象性,光既表现出粒子性质,也表现出波动性质。
这一理论的提出揭示了光的本质的复杂性和丰富性,为我们对光的认识提供了更深入的视角。
总结起来,光的微粒说和波动说分别强调了光的微粒性质和波动性质。
虽然在一定程度上有相互矛盾之处,但通过波粒二象性的统一理论,我们可以更全面地认识光的本质。
了解光的微粒说和波动说对于深入理解光的特性和应用具有重要意义。
总的来说,光的微粒说和波动说为我们揭示了光的本质和特性。
通过对这两种理论的研究,我们可以更加全面地认识和理解光的行为。
在实际应用中,我们可以根据光的微粒性质和波动性质选择不同的方法和理论来解释和描述光的现象。
对于光学领域的研究和应用,光的微粒说和波动说的综合理论将起到重要的指导作用。
综上所述,光的微粒说和波动说是对光本质的两种不同解释。
通过对光的微粒说和波动说的探讨,我们可以更好地理解光的行为和特性。
在1704年出版的《光学》一书中,牛顿认为光是从发光体发出的而且以一定速度向空间直线传播的微粒。
这种看法被称为微粒说。
牛顿用弹性小球撞击平面时发生反弹现象的类比,来解释光的反射现象,当光从空气进入透明介质时,由于介质对光微粒的吸引,使它们的速度发生变化,即造成光的折射。
按这种解释,应该假设介质中的光速大于真空中的光速。
当时,人们不能用实验方法测出光速,又因牛顿的威望,这种学说在18世纪取得了统治地位;荷兰物理学家惠更斯在1678年写成的《光论》一书中,从光与声的某些相似性出发,认为光是在"以太"介质中传播的球面纵波。
"以太"是一种假想的弹性介质,充满整个宇宙空间,这就是惠更斯的波动说。
这种学说认为光是某种振动,以波的形式在"以太"介质中的传播。
按此学说解释光的折射时要假设介质中的光速小于真空中的光速。
惠更斯成功地推导出了光的反射和折射定律。
但是,"以太"这种连续弹性介质,难以想象,给波动说本身造成了不可克服的困难。
直到19世纪初,人们发现了光的干涉、衍射,从而波动说得到很大发展。
19世纪未,又发现了波动说不能解释的新现象--光电效应,证实了光的确又具有粒子性。
人们终于认识到了光的本性--光具有波粒二象性。
第八章光的本性
第八章光的本性
第一节光的微粒说和波动说
知识要点:
1、微粒说:认为光是从光源发出和一种物质微粒,在均匀介质中以一定的速度传播。
2、波动说:认为光是某种振动,以波的形式从光源向周围传播。
3、光是什么?人类以微粒说、波动说、电磁说、光子说等,到光的波粒二象性的提出,经历了漫长而曲折的过程。
其中光的波动说发展很慢,直到19世纪初,人们成功地在实验
练习题:
1、对光的本性的认识,17世纪才明确地形成了两种学说,一种是_________主张的微粒说,另一种是_________提出的波动说,19世纪60年代___________提出了光的电磁说,20世纪初___________又提出了光子说,现在人们认识到光既具有波动性,又具有粒子性。
2、下列光的现象中,能用微粒说解释的有_________,能通知波动说解释的有_________。
A 光的反射;
B 光的折射;
C 光的直线传播;
D n束光交叉相遇后,会彼此毫无妨碍地继续向前传播。
3、以下说法正确的是()
A 牛顿用微粒说成功地解释了光的直线传播和反射;
B 微粒说在解释光的叠加,干涉现象时遇到了困难;
C 惠更斯的波动说成功地解释了反射、折射等现象;
D 波动说在解释光的直线传播产生影的现象时遇到了困难。
参考答案:1、牛顿,惠更斯,麦克斯韦,爱因斯坦;2 AC,ABD;3 ABCD。
1。
考研政治(马克思主义基本原理概论)-试卷2(总分:68.00,做题时间:90分钟)一、单项选择题(总题数:16,分数:32.00)1.一、单项选择题。
下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 解析:2.马克思主义原理的实际运用,随时随地都要以当时、当地的历史条件、现实条件为转移。
这一论断(分数:2.00)A.否定了马克思主义的真理性B.否定了马克思主义对具体实际的指导作用C.肯定了马克思主义实事求是的理论品质√D.肯定了马克思主义的阶级性解析:解析:此题考查的知识点是马克思主义的理论品质。
在《共产党宣言》德文版序言中,马克思恩格斯指出:“这些原理的实际运用,正如《宣言》中所说的,随时随地都要以当时的历史条件为转移。
”这说明,马克思恩格斯着眼于实际,以实事求是的科学态度对待自己创立的理论,具有与时俱进的理论品质。
3.20世纪70年代,印度发现了脱离人类社会而由狼抚育并与狼共同生活的“狼孩”。
科学家发现,“狼孩”没有意识,这一事实说明意识的产生(分数:2.00)A.不仅是自然界长期发展的产物,而且是社会的产物√B.不仅是物质现象而且是社会现象C.是社会的产物,而不是自然界发展的产物D.不仅反映自然界而且反映社会解析:解析:此题考查的知识点是人类意识的起源和本质。
从意识的起源来看,意识是物质世界高度发展的产物,它既是自然界长期发展的产物,又是社会的直接产物。
在意识的产生过程中,劳动起了决定性作用。
劳动为意识的产生提供了客观的需要和可能,而劳动一开始就是社会性的活动。
社会性的劳动促使了语言的产生,语言的产生对于意识的形成具有决定意义。
狼孩没有意识正说明了这一点。
正确答案是A。
4.部分质变是指(分数:2.00)A.质变过程中有量的扩张B.在总的量变过程中有局部或阶段性的质变√C.量变是质变的必要准备D.量变的客观性和普遍性解析:解析:此题考查的知识点是部分质变的内涵。
4.4光的微粒说和波动说什么是光?光的本性是什么?它由什么组成?每一位研究光学现象的物理学家都必然会涉及这些问题。
从折射定律和色散现象的研究也可看出这一点。
笛卡儿主张波动说,他认为光本质上是一种压力,在完全弹性的、充满一切空间的媒质(以太)中传递,传递的速度无限大。
但他却又用小球的运动来解释光的反射和折射。
牛顿倾向于微粒说,认为光可能是微粒流,这些微粒从光源飞出,在真空或均匀媒质中作惯性运动,但他在研究牛顿环时,却认识到了光的周期性,使他把微粒说和以太振动的思想结合起来,对干涉条纹作出了自己的解释。
可见,不论是笛卡儿还是牛顿,都没有对光的本性作出肯定的判断。
4.4.1早期的波动说胡克明确主张光是一种振动,并根据云母片的薄膜干涉现象作出判断,认为光是类似水波的某种快速脉冲。
在1667年出版的《显微术》一书中,他写道①:“在均匀媒质中,这种运动在各个方向都以同一速度传播,所以发光体的每个脉冲或振动都必然会形成一个球面。
这个球面不断扩大,就如同把石块投进水中在水面一点周围的波或环,膨胀为越来越大的圆环一样(尽管要快得多)。
由此可见,在均匀媒质中激起的这些球面的所有部分都与射线以直角相交。
”荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想。
他进一步提出光是发光体中微小粒子的振动在弥漫于宇宙空间的以太中的传播过程。
光的传播方式与声音类似,而不是微粒说所设想的像子弹或箭那样的运动。
1678年他向巴黎的法国科学院报告了自己的论点(当时惠更斯正留居巴黎),并于1690年取名《光论》(Traite de laLumiere)正式发表。
他写道①:“假如注意到光线向各个方向以极高的速度传播,以及光线从不同的地点甚至是完全相反的地方发出时,其射线在传播中一条穿过另一条而互相毫无影响,就完全可以明白:当我们看到发光的物体时,决不会是由于这个物体发出的物质迁移所引起,就象穿过空气的子弹或箭那样。
”罗迈(Olaf Roemer, 1644—1710)在1676年根据木星卫蚀的推迟得到光速有限的结论,使惠更斯大受启发。
一、光的微粒说与波动说光的本性是什么?三百多年来,它一直是令人困扰,久盛不衰的课题,它牵动着那么多物理学家的神经,使他们忘寝废餐、苦苦求索。
一代又一代才华横溢、学识渊博的学者、泰斗被卷入争论的旋涡,一座又一座“迷宫”出现在他们面前。
这场争论极大地影响和推动了近代科学发展的进程,直接导致了《相对论》的诞生。
追寻往事,令人感叹,发人深省。
1.根深蒂固的微粒说远在古希腊时代,亚里士多德等先哲即对光的本性深感兴趣。
他们认为光是从物体发出、射入眼睛引起视觉的客观现象,并总结出光的基本性质是:1、光在均匀媒质中直线传播;2、光线相互交汇时互不扰乱对方。
十七世纪文艺复兴时期逐渐形成了光本性的两种学说--微粒说与波动说。
17世纪的科学巨匠牛顿,也是光学大师。
关于光的本性,牛顿是这样认为的:光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流,发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流,一旦这些光粒子进入人的眼睛,冲击视网膜,就引起了视觉,这就是光的微粒说.牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象。
由于微粒说通俗易懂,又能解释常见的一些光学现象,所以很快获得了人们的承认和支持。
但是,微粒说并不是“万能”的,比如,它无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互不干扰地独立前时,为什么光线并不是永远走直线,而是可以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象。
为了解释这些现象,和牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯,提出了与微粒说相对立的波动说。
惠更斯认为光是一种机械波,由发光物体振动引起,依靠一种特殊的叫做“以太”的弹性媒质来传播的现象。
波动说不但解释了几束光线在空间相遇不发生干扰而独立传播,而且解释了光的反射和折射现象,不过在解释折射现象时,惠更斯假设光在水中的速度小于在空气中的速度,这与牛顿的解释正好相反。
谁是谁非,拉开了近代科学史上关于光究竟是粒子还是波动的激烈论争的序幕。
尽管波动说可以解释不少光学现象,但由于它很不完善,解释不了人们最熟悉的光的直进和颜色的起源等问题,所以没有得到广泛的支持。
一、光的微粒说和波动说
光的本性问题很早就引起人们的注意,在对光的本性的探究中,逐渐形成了两种观点。
1.光的微粒说,认为光是从光源发出的高速运动的小颗粒。
这种看法可以圆满地解释光的直线传播,影的形成。
如果把小颗粒比喻成弹性小球,当小球碰在桌面上时,垂直于桌面的分速度,在与桌面碰撞时,原速反向弹回;平行与桌面的分速度不发生变化,则可以圆满地得出了反射定律。
在解释折射定律时,如果假设垂直于媒质的分速度在光密媒体中的速度分量变大,则可以圆满地解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射。
并能导出折射定律(即入射角正弦与折射角正弦之比为常数。
)但这就要假设光在光密媒质中速度较大。
但光的微粒说同时也遇到困难,即光入射到两种不同媒质界面时,为什么一部分光被反射,一部分被折射?另外,当两束光交叉相遇时,为什么能够沿原方向传播?
2.光的波动说。
认为光是某种振动,以波动形式向周围传播。
光的波动说可以圆满解释光射向媒质界面时,可以同时发生反射和折射。
因为水波在遇到这类情况时,反射与折射可以同时发生。
两列波相遇时,可以仍照原方向传播。
用光的波动说还可以解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射,但是需假设光在光密媒质中的传播速度较小。
但当时还没有开展光速测定,所以哪种说法更合理,还无法确定。
另外,光的波动说在解释光的直线传播与影的形成等不如光的微粒说来得容易。
两种学说在解释光的一些现象时,既有成功的一面,又有不足的
一面,都无法圆满解释所有的光学现象。
但因微粒说的代表人物是牛
顿,因牛顿的地位和影响,所以微粒说在其后的很长一段时间内,一
直占主导地位。
一直到19世纪初,光的干涉、衍射现象在实验中被
相继观测到,特别是在光速的测定实验中,得到的是在光密媒质中的
传播速度较小,波动说的地位逐渐得到承认。
二、光的干涉
1.波的干涉
两列波干涉的条件:频率相同,相差恒定,才可以产生稳定的干
涉现象。
2.光的干涉:如果两个光源发出的光满足干涉条件,将也会观察到
光的干涉现象。
但如果随意用两个光源发出的光,则因它们不符合相
干光源,则无法观察到稳定的干涉现象。
1801年英国物理学家托马斯·杨首先解决了这个问题。
他把白光
源发出的一束光分成了两束,再使这两束光干涉,从而完成了干涉现
象的实验。
即双缝干涉实验。
托马斯·杨还通过干涉实验测量了各种
颜色的光的波长。
他的实验极大地加强了光的波动说的地位。
双缝干涉实验如果用白光做光源,得到的是彩色条纹,如果用单色
光做光源,得到的是明暗相间的条纹,相邻条纹的间隔△x=d
L λ。
公式中的d 为双缝间的距离,L 为双缝与屏间距离,λ为所用单色光的
波长。
但实验室中常用此法,通过测量条纹间隔,从而测定光的波长。
光的干涉在日常生活中和生产中有广泛的应用。
请同学回忆在儿童
时代所做的吹肥皂泡的游戏。
思考一下,为什么当肥皂泡越大时,肥皂泡的颜色越鲜艳?
三、光的衍射
1.波的衍射,当波在传播中遇到障碍物时,若障碍物的尺度与波长相近时,波会绕过障碍物传播,即波的衍射。
2.光的衍射,如果光在传播过程中遇到了足够小的障碍物,如果光是一种波,也应可以绕过障碍物传播,即光也可发生衍射。
法国物理学家菲涅耳利用光的波动理论对光的衍射理论进行了分析,并建立了十分完整的数学理论。
1817年法国科学院决定将光的衍射理论作为1819年悬奖征文题目,并为此成立了五人评审委员会。
五人中有三人是微粒说支持者,一人是波动说支持者即著名的科学家阿拉果。
阿拉果极力鼓励菲涅耳应征。
于是菲涅耳在1818年提交了自己的论文。
微粒说支持者之一的评委泊松是数学家。
他根据菲涅耳论文中的计算公式算出,如果光照在一个不透明的小圆盘上,在距圆盘一定距离处的光屏上,在圆盘影的中心将会出现一个小亮斑。
微粒说的支持者以为以此可以批驳波动说了。
但菲涅耳通过实验居然出现了这个不可思议的小亮斑。
波动说理论获得了实验的支持,法国科学院因而决定将此奖授给菲涅耳。
波动说取得了极大成功。
19世纪中期,人们测量了光在水中的速度,正如波动说的假设那样:光在光密媒质中的传播速度较小。
至此,波动说取得了决定性的胜利。