1、光的波粒二象性微粒說波動說光到底是什么?17世紀明確形成了兩大對立學說19世紀末光電效應現象使得 愛因斯坦在20世紀初提出了 光子說：光具有粒子性這里的光子完全不同于牛頓所說的“微粒”光的微粒說：光是沿直線高速傳播的粒子流O牛頓支持微粒說。人們都認為牛頓是微粒說 的代表。牛頓于1675年曾提出：“光是一群難以想象 的細微而迅速運動的大小不同的粒子”，這些粒子被 發光體“一個接一個地發射出來”。易解釋：光的直進性、影的形成、光的反射和折 射等現象。難解釋：(1) 一束光入射到兩種介質界面時， 既有反射，又有折射。何種情況發生反射，何種情況 下又發生折射呢?微粒說在解釋這一點時遇到了很大的困難。(

2、2)兩束光相遇后，為何仍能沿原方向傳播這一常見的現象，微粒說則完全無能為力了。光的波動說：某種振動,以波的形式向四周圍傳播。代表人物：是荷蘭的物理學家惠更斯。易解釋:(1)光的反射、折射、光的反射和折射可以同時發生。(2)兩束光相遇后，為何仍能沿原方向傳播這一 常貝的現象。難解釋：光的直進性和影的形成。干涉現象：英國醫生兼物理學家托馬斯楊于1801 年進行了著名的楊氏干涉實驗。衍射現象：法國工程師菲涅耳于1818年演示了小 孔衍窮o干涉和衍射是波動的重要特征，從而光的波動說 得到迅速發展。人類對光的本性的認識達到一個 新的階段。電磁說的提出：隨著物理學各方面的發 展，麥克斯韋提出了電磁波的理論

3、，進而 了光是電磁波的結論，惠更斯的波動說發 展到了麥克斯韋的電磁說。光的電磁譏關于光的電磁說的幾點強調1、麥克斯韋根據電磁理論，發現電磁波的波速與光速相同，提 出了光是一種電磁波的假說.赫茲通過實驗證實了光的電磁本質，光 的電磁說把光學和電學統一起來了.2、光的顏色是由電磁波的頻率決定的.不同頻率的色光在真空 中波速相同，在介質中波速不同.同一色光在不同介質中，頻率（顏色）不變，波長和波速都要改變.在同一介質中，頻率越高， 波速起小.3、電磁波與機械波的比較：共同點：都能產生干涉和衍射現象；它們波動的頻率都取決于波 源的頻率；在不同介質中傳播，頻率都不變.不同點：機械波的傳播一定需要介質，其

4、波速與介質的性質有關, 與波的頻率無關.而電磁波本身就是一種物質，它可以在真空中傳播, 也可以在介質中傳播.電磁波在真空中傳播的速度均為3.0X108m/s, 在介質中傳播時，波速和波長不僅與介質性質有關，還與頻率有關.光電效應：19世紀末，光電效應被發現，光的波動說在光電效應面前束手無策，人們又認識到了光確實具有粒子性。愛因斯坦提出了光的量子理論-一光子說.人們終于認識到光既具有波動性又具有粒子性。1801年，英國物理學家托馬斯楊(17731829) 在實驗室里成功的觀察到了光的干涉.y光的干涉現象-一楊氏干涉實驗7、裝置特點:單縫雙縫屏幕(1) 雙縫很近0. 1mm,(2) 雙縫比、S2與

5、單縫S的距離相等，S12、要用單色光 單孔的作用：是獲得點光源 雙孔的作用：相當于兩個振 S2動情況完全相同的光源，雙孔的 作用是獲得相干光源紅濾色丿用狹縫代替小孔，可以得到同樣清晰； 但明亮得多的干涉條紋。得到相干光源：一分為二的思想光的干涉11激 光 束1雙縫干涉屏上看到明暗相間的條紋雙縫屏幕P3第三亮紋 8=3入SI；Q3第三暗紋P2第二亮紋6=2九簪三蠶Q1第一暗紋>P中央亮紋6=06=51/26=31/26=1/2參紋紋菱 1暗亮矍 一一二二三三 儀第第第第 af;Q2匕X6=26=6=3> 6=X/2> 6=3Z/2> 6=5Z/2p相鄰兩條亮紋（或暗紋）間

6、的距離Ax為:相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離Ax為:相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離Ax為:相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離Ax為:!檔板與光屏的距離兀波長d兩狹縫間的距離其中（Z»d）Ax =I2結論：兩縫間距離越小、縫到屏的距離越大，光波的波長越大，條紋的寬度就越大。深入研究：當實驗裝置一定,紅光的條紋間距最 大，紫光的條紋間距最小。表明不同色光的波 長不同，紅呢最長，紫呢最痘。如果用白光做雙縫干涉實驗，得到的是中央形成亮紋，兩側 為彩色的干涉條紋，思考：中央亮條紋為什么是白色的？原因：1、各種色光均在中央形成亮紋，復合后為白光。2、各種色光形成的干涉條紋間距不同，所以其余亮紋錯開，

7、開纟 成彩色干涉條紋。光的干涉現象反映了光的波動性，而波動性的另 一特征是波的衍射現象，光是否具有衍射現象呢？ 如果有衍射現象，為什么在日常生活中我們沒有觀 察到光的衍射現象呢？水波、聲波都會發 生衍射現象，它們 發生衍射的現象特 征是什么？知識回顧:波的衍射 波可以繞過障礙物繼續傳播，這種現象叫做波的衍射。 只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相 差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明 顯的衍射現象。 一切波都能發生衍射，衍射是波特有的現象。II一切波都能發生衍射，通過衍射把能 傳到陰影區域，能夠愷生明血希射的條柱 障礙物或孔的尺寸跟波長差不多1 取一個不透光的屏, 淮它的中間裝上一們魏度可

8、以調節的狹縫, 湘平行的單色光照射, 港縫后適當距離處放 A個像屏.I激光束用平行光（如激光） 照射單縫，隨著單縫 寬度的逐漸變小，屏 上出現了明暗相間的 條紋單縫衍射條 紋，即光通過狹縫后, 明顯地偏離了直線傳 播的方向，發生了衍 射現象。單縫衍射條紋的特征1、中央亮紋寬而亮.2、兩側條紋具有對稱性，亮紋較窄、較暗.單縫衍射條紋的特征:1、各級亮紋的寬度不同，中央條紋最寬，兩側 條紋越來越窄2、各級亮紋的亮度不同，中央亮紋最亮，向兩 側依次亮度減小，3、白光的單縫衍射條紋中央白色亮紋，兩側為 彩色亮紋（原因：白光中的各種色光均在中央形 成亮紋，復合后為白光，同時白光中各種色光通 過單縫衍射程

9、度不同，致使其余亮紋依次錯開， 結果形成彩色衍射條紋）觀察下列衍射圖樣，分析衍射規律:觀察下列衍射圖樣，分析衍射規律:紅尢 a =（）.4 mm不同縫寬的單縫衍射紅光 Q = 0.8 mm藍尢 a - 0.4 mma = 0.4 mm白光不同色光的單縫衍射A2、孔較小時屏上出現 衍射花樣1、孔較大時屏 上出現清晰的光斑孔較小時屏 上出現衍射花樣用電光源照射圓孔，隨 著圓孔的逐漸減小，屏上 出現了明暗相間的圓環一孔衍射條紋，表明光明顯地偏離了直線傳播的 路線，發生了明顯的衍射 現象。不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能 使光發生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原 因是光通過物體的邊緣而發生衍

10、射的結果.歷史 上曾有一個著名的衍射圖泊松亮斑.4 - *鋼針的衍射孔衍射疑難辨析1:單縫衍射圖樣與雙縫干涉圖樣的區別(1)條紋寬度有別：雙縫干涉條紋是等寬的，條紋間的距離是相等的，而單縫衍射中央亮紋最寬，兩側亮紋是等寬的。(2)光強分布不同雙縫干涉條紋如果不考慮距離的遠近造成傳播上的損失，每條亮紋的光強分布是相同的，而單縫 衍射條紋的光強分布主要集中在中央亮紋，中央亮 紋的光強占整個光強的95%以上。疑難辨析2：光的衍射現象與光的直線傳播光的衍射現象是光的波動性的表現，現象是否明顯, 取決于障礙物或孔的大小，當障礙物或孔的大小與光 波的波長相仿，或者比波長小時，就會明顯地偏離直 線傳播的路徑繞到“陰影”區域，光是一種波，在任何情況下，都會發生衍射現象, 只是程度不同而已，所以嚴格地說光并不是沿直線傳 播，但在明