光是粒子还是波?科学家们吵了几百年,如今终于能够证明:是波!

小王TalK 2024-12-02 17:53:11

从古希腊哲学家到现代物理学家,人类花了几千年的时间才搞清楚光到底是个啥玩意儿。这可不是一个简单的问题,连牛顿和爱因斯坦这样的超级大脑都在上面折腾了好一阵子。

牛顿也不是随便说着玩的,他做了一系列精妙的实验,比如用三棱镜分解白光,证明白光是由不同颜色的光组成的,他还解释了光的反射和折射现象,牛顿的理论就像一把万能钥匙,似乎能打开所有的锁。

19世纪初,英国科学家托马斯·杨搞了一个看似简单实际上却非常巧妙的实验,他让光通过两条窄缝,结果在屏幕上看到了明暗相间的条纹,这个现象用粒子说可就解释不通了!

紧接着法国物理学家菲涅耳又给它补了一刀,他提出了光的衍射理论,完美解释了光绕过障碍物的现象,菲涅耳的理论不仅能解释已知的衍射现象,还预言了一些新的现象,比如在圆盘阴影中心会出现一个亮点,这后来被实验证实了。

麦克斯韦的理论可以说是物理学史上的一个里程碑,他不仅统一了电和磁,还预言了电磁波的存在,更重要的是,他的理论表明,光就是一种电磁波!这一下,光波动说的理论基础可算是坚如磐石了。

赫兹的实验设计非常巧妙,他用火花放电产生电磁波,然后用一个环形导线作为接收器,当电磁波到达时,环形导线中会产生电流,导致火花放电,这个实验不仅证实了电磁波的存在,还验证了它的传播速度和光速相同。

5年后,爱因斯坦借助量子理论解释了光电效应,又把光粒子的概念给捡了回来!光电效应是指光照射到金属表面时,会使金属发射电子,奇怪的是,这个效应只与光的频率有关,与光的强度无关,用波动理论很难解释这个现象。

爱因斯坦大胆地提出,光是由一个个光量子组成的,每个光子携带一定的能量,这个能量正比于光的频率,当光子打到金属表面时,如果它的能量足够大,就能把电子踢出来,这就完美解释了光电效应。

光究竟是波还是粒子?两种看似矛盾的理论都能解释光的某些性质,这可把物理学家们给难住了。

电磁波谱从低频到高频,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。它们的本质都是一样的,都是电磁波,只是频率和能量不同。这就像是一个大家族,每个成员都有自己的特点和用途。

不需要对电磁波草木皆兵,也不能完全无视它的存在,科学的态度是:了解它,合理使用它,必要时做好防护。

科学发展的历程就像是一个不断解谜的过程,每一代科学家都在前人的基础上,努力揭示自然界的奥秘,这个过程可能会有曲折,可能会有争议,但最终会越来越接近真理。

牛顿的粒子说虽然最后被证明不够全面,但它为后来的研究奠定了基础,波动说的兴起不是对粒子说的否定,而是对光本质认识的深化,最后的波粒二象性理论,更是展现了自然界的复杂性和人类智慧的伟大。

科学研究需要开放的心态,要敢于质疑,勇于创新,同时也要尊重事实,接受新的发现,只有这样,才能不断推动科学的进步,揭示更多自然界的奥秘。

光的故事还在继续。虽然我们已经揭示了它的基本本质,但关于光的研究从未停止。量子光学、非线性光学等新兴领域不断涌现,光子计算、量子通信等新技术也在快速发展。

未来,谁知道还会发现光的什么新特性呢?也许有一天,能实现光速旅行,或者利用光子构建量子计算机。这些现在看起来像科幻的想法,说不定在未来就会成为现实。

参考资料:

澎湃新闻——延续千年之问:光是什么?2021.08.02

澎湃新闻——波粒二象性的诺奖史:光的粒子性要多久才被认可?2019.10.06

1 阅读:59
评论列表
  • 2024-12-03 08:45

    ❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源! ……因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,万变中寻求不变的真理,真理(不变现象)是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素/解释无穷多。压垮骆驼的最后一根稻草是复杂现象不是真理/因。……所谓释放核能的原因,空间弯曲引力因,光电效应因,干涉现象因,双缝干涉延迟实验因,轨道能级因,宏观微观不同因,高速低速差异因,不确定性原理因,祸害了强大微观电磁的深入研究。宏观复杂多变的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射光子是可用能源(热量核能化石能太阳能等都是光子动能)的源头!!🍎现象解释都只是辩证法追求真理的途中,归纳真理需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理的唯一方法,从来如此只能如此。……归纳现象发现真理是科学,解释现象是辩证法过程,因果解释自然现象是有害骗术!

  • 2024-12-14 01:33

    时间为波,空间为粒[点赞][点赞]

  • 2024-12-03 08:46

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,没必要搞虚幻,搞虚幻是祸害。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2024-12-03 10:43

    中学学过啊,光具有波粒二象性[呲牙笑]

  • 2024-12-03 08:48

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::水波/声波/沙丘波,都是物质/粒子相对运动的宏观时空分布。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,当然是骗术笑话。更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基/同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻,只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场速是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗?~~~场与波都是捕风捉影的把戏,祸害深远。………赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(发现晚于赫兹实验),用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是一切宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系,何其疯狂??

  • 2024-12-03 08:45

    ❌证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明100次也没用。实验只能证明具体现象真。想知道能不能趟过一条河?只能依靠观测归纳,搞假说是骗。所有自然规律都是对过去的归纳,未来是不变的,不变的原因是不知道!真理不证自明无法证明,只能信任自然!———相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前月亮不运动吗??引力有没有??都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦_蔑视自然_欺师灭祖_搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家(科学家)的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

  • 2024-12-03 08:45

    ⭕️粒子对撞机能创造新物质吗?不!!只能产生一些破碎(质量亏损)。核能化石能太阳能都是释放光子,清洁能源的根本在于光 photon energy and photon behavior discussions,宏观引力微观电磁力包括光子都服从牛顿力学。正负光子(中微子)是电子质子撞击的破碎,质子电子的强大电斥力(大于10^36倍引力)发射碎块到达零电势区的速度就是真空光速。原子内遍布真空,极小光子惯性飞行,在强大引力场中有轨道运动与逃逸折射或撞击,在斥力场散射反射等。原子惯性飞行穿透材料条件太差,获得动能也有限。……中子大冲量撞击原子核是产生光子动能(核能)的关键方法,电子撞核,质子撞轨道电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。———热量温度是光粒子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,温度传递只能由高温体到低温体(熵只是数学描述,原子获得光子动能相对运动才有生命的生机活力,不是绝望)。高温体辐射更多动能光子,当然微观运动更剧烈(热动说)。无光子辐射是绝对零度,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,获得绝对零度当然极难。

  • 2024-12-03 08:46

    光速不变假说见证了高超的骗术!——— 任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆光速不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数C是经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???

  • 2024-12-03 08:49

    ❌解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索,贩卖自然因果骗术!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???⭕️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::证伪了麦克斯韦的电磁以太/电磁波学说,有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。