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光如何工作

作者:威廉·哈里斯(William Harris&)Craig Freudenrich博士

波颗粒偶性

首先,物理学家不愿接受光的双重性质。毕竟,我们许多人喜欢有一个正确的答案。但爱因斯坦1905年通过拥抱铺平了道路波颗粒偶性。我们已经讨论了光电效应,这导致爱因斯坦将光描述为光子。但是,那年晚些时候,他在介绍的论文中添加了一个故事特殊相对论。在本文中,爱因斯坦将光视为连续的波浪 - 显然与他对光作为颗粒流的描述的描述显然是矛盾的。但这是他天才的一部分。他愿意接受光的奇怪本质,并选择了最能解决他试图解决的问题的任何属性。

今天,物理学家接受光的双重性质。在这种现代视图中,它们将光定义为一个或多个光子作为电磁波传播的光子的集合。这种定义结合了光的波浪和粒子性质,使得以这种方式重新考虑托马斯·杨(Thomas Young)的双缝实验:光线以电磁波的形式远离源。当它遇到缝隙时,它通过并分成两个波前。这些波浪前与屏幕重叠并接近屏幕。然而,在撞击时刻,整个波场消失了,并且出现了光子。量子物理学家通常通过说扩散的波“崩溃”到一个小点来描述这一点。

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同样,光子使我们有可能看到周围的世界。在整个黑暗中,我们的眼睛实际上能够感知单个光子,但通常我们在日常生活中看到的东西以光源产生的数十亿个光子形式出现在我们身上,并反映了物体。如果您现在环顾四周,房间里可能有一个光源,产生光子,房间中的物体反映了这些光子。您的眼睛吸收了一些流过房间的光子,这就是您所看到的。

可是等等。是什么使光源产生光子?我们将做到这一点。下一个。

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