- 主题:两束光可以通过叠加的方式得到一束更强的光吗?
频率相同、相位差恒定以及振动方向一致的光源就是相干光源。
光的干涉是指两束或多束相干光源在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域始终削弱的光学现象。问题:真的是这样的吗?
先做一个实验:在超真空中的一侧发射两束强激光(相干光源),如果让它们同时照射超真空中的一个点,那么通过这个点的激光是会增强或减弱呢,还是不变?
预测的结果是,通过该点的激光既不会增强,也不会减弱,而是像啥也没发生一样通过该点后各行其道。假如是这样的话,那就说明任何光线(包含相干光源)都不可以通过叠加的方式得到增强,更别说相互削弱了。就是光线发生逆反射的时候也不行,因为此时入射光和反射光的方向是相反的。
在这里,需要特别指出的是,光线照射到物体上所产生的光效应是可以叠加后增强的,但不会削弱。光线本身不能通过叠加的方式增强,这与静电场、静磁场的力线相类似,区别是:一个动,另一个静。
再来看光的衍射,光的衍射是指光在传播的过程中,遇到障碍物或孔隙时,它有离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象。对此,我的猜测是:单缝衍射和圆孔衍射可以理解为:一个光源在通过窄缝和小孔时分解为多个光源,表现为多个衍射条纹,且中间那个最亮,但也会弱于初始光源。当光源通过圆形障碍物时,所产生的泊松亮斑就相当于上面最亮的那条条纹。
综上所述,光的干涉很可能就是发生衍射后的两束光投射到物体上所产生的叠加现象,这个叠加现象只是投射到物体上所产生效果的叠加,不能理解为光线本身的叠加。
最后,单纯用抛射小球的方式去模拟演示光的干涉和衍射是不可行的,可以尝试先把实验所用的空间充满悬浮状态的小球,然后再去抛射,因为如果说光是一种粒子的运动,那么这种粒子也一定是充满整个宇宙空间的。
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FROM 223.79.50.*
【 在 mindcontrol 的大作中提到: 】
: 凸透镜聚焦?
只要不是打在物体上,聚焦之后还是各奔东西
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【 在 zxqnyl 的大作中提到: 】
: 两盏灯同时亮肯定比一个灯更亮吧
发自「今日水木 on XT2451-4」
光产生的效果可以叠加,而光自身不能叠加
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关于光自身不会叠加增强的问题,理解的难点其实只有一处,即当一束光线在两个镜面之间发生逆反射的情形:如果说入射光的路径是a,那么它在镜面上发生180度逆反射的回路就是b,且a与b平行,每反射一次,平行线路就会增加一条,这样看来光的强度增大才对,为啥却说不会增强呢?
原因就是在线路增加的同时,其所占用的空间也会同时在增加,只是在光的强度不是特别大的情况下观察不到而已。实际上,光线每一次的逆反射都等同于延长了光的路径,光的强度始终不变(不计耗损)
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修改:md2006 FROM 223.79.50.*
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【 在 liu7894 的大作中提到: 】
: 波动理论 还是 光量子理论 都能解释你说的现象,
: 但是首先你要明确 你所谓的更强 指的是什么。
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是指光强
不能拿水波的干涉来类比光的干涉,要是那么简单的话,关于光的波粒二象性也不至于争论了几百年了,还有光速不变
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修改:md2006 FROM 223.79.50.*
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【 在 liu7894 的大作中提到: 】
: 那你说说光强的概念是什么?
: 在波动学中,光强的概念。
: 光量子理论中光强的概念都是统一的。
: ...................
在光的波动学说中,光强是说光是一种振动产生的波动的强度,即振幅;而在光的粒子说中,光强是指光通量,怎么能说二者是统一的呢?
我所说的光不可以叠加增强是指两束光不会因为合并(聚焦)在一起而增大光通量,因为光线在增加数量的同时,其所占用的空间也在相应地增大,即光密度不变,这有点反直觉了,反直觉的原因是这种现象不易观察得到。
光的波动学说对光强的解释应该是错误的,进而对光的衍射和干涉的解释也存在问题。对光强的解释应该回到粒子说上去,也就是用粒子说去解释光强才是正确的,这就像是不能用水的波动去解释水的密度一样
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修改:md2006 FROM 223.79.50.*
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【 在 zxqnyl 的大作中提到: 】
: 有点绕哈
发自「今日水木 on XT2451-4」
是有点绕。
打个比喻:一个灯泡不能很好的照亮一间屋子,两个灯泡就可以,这就是光产生效果的叠加,但你不能说两个灯泡的光线合并在一起照亮了整个屋子
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【 在 liu7894 的大作中提到: 】
: 其实我最奇怪的是 为什么单一光子的频率 和大量光子的波动频率一样。而单一的光子的频率 是怎么测试出来的呢
1900年,马克斯·普朗克提出了能量量子化。受他的启发,阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光量子,简称光子,光子的能量E跟光的频率v成正比,即
E=hv
这个学说以后就叫光量子假说
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在普朗克和爱因斯坦那里,光子是指一份一份的光,频率是说在一秒钟的时间里能发射多少份的光,并不是指像电子、中子、质子那样的粒子。这就像是机枪的点射,而一个点射可以打出多发子弹,对于光子来讲就相当于一个点射打出子弹的集合,不是指一颗子弹
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