光的知道与使用
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光的知道与使用

2024-11-25 10:58:33 窑炉案例

  雨后初霁,阳光穿过大气,经过空中的水滴,途径产生偏折,射入人的眼睛,在视网膜上构成一个弧形的亮条;视锥细胞“读出”亮条的色彩信息,这时人们的大脑里便有了彩虹的形象。艳丽彩虹构成进程中最重要的参与者就是光。

  光是什么?这样的一个问题自古就吸引着人们,人们对光的知道也是逐渐深化的。其间最重要或闻名的有:十七世纪艾萨克牛顿的微粒说,他以为光是由细小粒子组成的,有作品《光学》具体论述光的微粒理论,该理论能够解说光的直线传达与反射、折射现象;之后克里斯蒂安惠更斯有动摇说作品《光的专著》面世,此理论能够解说折射、反射以及多束光线相交互不影响的现象。微粒说和动摇说在历史上有过剧烈的争辩,但因为牛顿威望太高,微粒说一时占有了主导地位。十九世纪初,托马斯杨进行了闻名的双缝试验,发现了光的干射现象,否定了牛顿的经典光粒子。

  十九世纪中叶,迈克尔法拉第与詹姆斯麦克斯韦关于电磁现象的研讨,总结出了电磁理论。麦克斯韦发现电磁波的速度与光速持平,据此提出了光的电磁理论。这以后,海因里希赫兹从试验上证明晰电磁波的存在,其传达速度与光速相同,一起也能够产生反射、折射、干射等现象,由此试验上证明晰光是一种电磁波。但是,赫兹于1887年又发现了光电效应,但其时的电磁理论无法解说此效应。1900年,马克斯普朗克提出“量子”概念;之后,阿尔伯特爱因斯坦提出“光量子”假定:光既是粒子又是波,即“波粒二象”,解说了光电效应。

  现代理论以为光是一种在可见光谱范围内(波长400-700纳米)的电磁波,具有波粒二象性。光在均匀通明介质中沿直线传达;遇到另一介质时回来原介质产生反射现象;穿过不同介质时光线会产生偏折,为折射现象。一起,光还能够产生干射与衍射等现象。真空中的光速是一个常数,为299792458米每秒。狭义相对论以为光速是物质运动与信息传达的速度上限。

  整体而言,人类所需的动力大部分来自于太阳,太阳经过光将能量传至地表,这是地球生物来源与昌盛的一个条件。能够说光是人类诞生的根底,今日人类现已把握了光的原理并能够将其使用。

  使用光的折射与反射现象,人们发明晰眼镜、望远镜、显微镜、相机等。作为能量的一种方式,人们发明晰太阳能热水器,太阳能电池板等。别的,研讨人员使用激光(受激辐射光扩大)冷却来捕获原子,以此准确测定原子参数,华人科学家朱棣文因在此方面的奉献获得了1997年的诺贝尔物理学奖。近几十年来,激光因为其发散度小、功率高、相干性好等特色被广泛使用,如激光切开、激光测距、激光雷达、激光兵器、全息拍摄等。一起,人们把激光约束在光纤内部,由此发展出的光纤通信现在也非常常见,华裔科学家高锟于2009年因对光纤通信的奉献被颁发诺贝尔物理学奖。