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光线是如何工作的

作者:威廉·哈里斯克雷格•Freudenrich博士。

波粒二象性

起初,物理学家不愿意接受光的双重性。毕竟,我们很多人都喜欢只有一个正确答案。但爱因斯坦1905年,通过拥抱波粒二象性.我们已经讨论过光电效应,正是光电效应导致爱因斯坦将光描述为光子。然而,在那年晚些时候,他在一篇介绍文章中给这个故事增加了一个转折狭义相对论.在这篇论文中,爱因斯坦将光视为连续的波场——这显然与他将光描述为一束粒子的说法相矛盾。然而,这正是他天才的一部分。他心甘情愿地接受了光的奇怪性质,并选择了最能解决他试图解决的问题的属性。

今天,物理学家承认光的双重性质。在这种现代观点中,他们将光定义为一个或多个以电磁波形式在空间中传播的光子的集合。这个定义结合了光波和粒子的性质,使我们有可能以这种方式重新思考托马斯·杨的双缝实验:光以电磁波的形式从源出发。当它遇到裂缝时,它通过并分成两个波阵面。这些波前重叠并靠近屏幕。然而,在撞击的那一刻,整个波场消失了,一个光子出现了。量子物理学家经常这样描述这个现象:展开的波“坍缩”成一个小点。

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同样,光子使我们能够看到周围的世界。在完全黑暗中,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是由光源和物体反射产生的数以万计的光子。如果你现在环顾四周,很可能房间里有一个光源产生光子,房间里的物体反射这些光子。你的眼睛吸收了一些穿过房间的光子,这就是你的视觉。

但是等待。是什么使光源产生光子?我们会讲到的。下一个。