光粒子vs波知识问答

答:艾萨克·牛顿

艾萨克·牛顿是世界上最著名和最有影响力的科学家之一。他涉足很多领域，包括微积分、万有引力理论、光学和力学。牛顿最著名的成就之一是他在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中概述的三个运动定律。

这些法律仍然在国际上的学校里教授，也是许多实体校长的基础。事实上，科学本身深受牛顿的影响。

答:小体

和牛顿的许多理论一样，粒子理论有很好的记载。在这个时候(17世纪)光的反射是可以被证明的。这是一种“波的性质”，因此可以让许多人挑战牛顿，并可能削弱光是粒子的论点。牛顿声称，反射是由光落在物体表面上的一种“力”引起的，这种力使微粒改变了方向。

答:光在密度更大的物质中传播得更快

两位科学家都通过展示光的折射来解释他们在密度较大的材料中光的行为理论。

牛顿认为光在密度更大的物质中传播得更快，而惠更斯说光在密度更大的物质中传播得更慢。

当进入密度更大的物质时，光线会向法线“弯曲”(90度的介质变化)。牛顿指出，当进入密度更大的物质时，光速的平行分量会增加，而垂直分量保持不变，因此光看起来会向法线“弯曲”。另一方面，惠更斯解释了向正常线的“弯曲”是由光在密度更大的物质中传播更慢引起的。他利用了这一原理:两种材料的折射率(速度变化)差越大，光的折射率就越大。在这种情况下，牛顿是错误的。

答:因为牛顿在科学上的卓越成就

牛顿的著作，如《自然哲学的数学原理》，是由哈雷等其他科学家资助的。因此，他能够向大众展示他的观点，并与他在科学领域的许多其他联想一起，成为一个家喻户晓的名字。另一方面，惠更斯缺乏牛顿所取得的革命性科学理论的声誉，因此逐渐淡出人们的视野。

答:托马斯年轻

托马斯·杨也是杨氏模量的科学家，杨氏模量是由材料的弹性特性决定的科学量。

杨氏双缝实验的结果是基于光的衍射理论——一种波的性质。双缝实验之所以直到19世纪初才得以进行，是因为无法获得两个相干光源。为了解决这一问题，杨使用一个单狭缝使光源的光衍射，从而使光传播，从而照亮双狭缝。因此，由双缝中的每个缝发射的光将具有相同的波长，它们之间有固定的相位差(即相干)。

答:干扰

波有一个特殊的特性，就是能够重叠。这被称为干涉，当干涉的两个波是相干的，就会产生干涉图样。在杨的双缝实验中产生的图案由交替的亮和暗条纹组成，最亮的条纹位于中心。

当两个波之间的相位差是半个波长时，干涉是破坏性的，形成暗条纹。当波具有整个波长的相位差时，干涉是建设性的，并形成明亮的条纹。

答:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

科学家们确定光速为3 × 10^8米/秒，并发现它与麦克斯韦方程中发现的值明显相似，这才意识到光是一种横波。

电磁波是横向的，因为电磁波的传播垂直于构成电磁波的电磁元件的振荡。纵波的传播方向与引起纵波的振荡方向相同。

光也被证明是一种横波，因为它可以极化。这可以通过使用只在一个平面上传播波的偏振载片来证明。

答:电子

在20世纪早期，研究表明，频率较高的光更有可能从金属表面引起电子发射。这是因为频率较高的光具有更多的能量，因此可以为电子提供足够的能量，使电子能够克服自身与正电原子核之间的静电引力。

这说明粒子理论在一定程度上是正确的，因为它不能用波动理论来解释。如果惠更斯的理论被应用，光以连续的波流的形式到达金属表面，那么最终电子总是会被发射出去，而不管频率如何。

答:阿尔伯特·爱因斯坦

爱因斯坦的粒子理论被普朗克和玻尔等科学家拒绝，这是不出所料的。这主要是由于争论的历史和似乎压倒性的证据，光是而且只能是一种波。

答:路易德布罗意

光同时具有这两种特性的能力可以用这个方程来表示，该方程允许计算粒子(质量x速度)和波(普朗克常数/波长)的动量。

注意光不能同时表现为波和粒子。

和光一样，电子也可以表现为波和粒子。这可以通过电子既可以偏转(粒子性质)又可以衍射(波性质)的事实来证明。