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物理中波動性什麼意思

發布時間:2022-05-20 17:41:52

㈠ 高中物理什麼是波動性

在高中光學中,波動性主要指可以有干涉及衍射現象……

㈡ 什麼叫波動性

一,光的波動性
1.光的干涉:兩列光波在空中相遇時發生疊加,在某些區域總加強,某些區域減弱,相間的條紋或者彩色條紋的現象.
光的干涉的條件:是有兩個振動情況總是相同的波源,即相干波源.(相干波源的頻率必須相同).
形成相干波源的方法有兩種:
①利用激光(因為激光發出的是單色性極好的光).
②設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源於同一個光源,因此頻率必然相等).
(3) 楊氏雙縫實驗:

亮紋:屏上某點到雙縫的光程差等於波長的整數倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)
暗紋:屏上某點到雙縫的光程差等於半波長的奇數倍,即δ=(n=0,1,2,……)
相鄰亮紋(暗紋)間的距離.用此公式可以測定單色光的波長.用白光作雙縫干涉實驗時,由於白光內各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現彩色條紋.
(4) 薄膜干涉:
應用:
使被檢測平面和標准樣板間形成空氣薄層,用單色光照射,入射光在空氣薄層上下表面反射出兩列光波,在空間疊加.干涉條紋均勻:表面光滑;不均勻:被檢測平面不光滑.
增透膜:鏡片表面塗上的透明薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的,在薄膜的兩個表面上反射的光,其光程差恰好等於半個波長,相互抵消,達到減少反射光增大透射光強度的作用.
其他現象:陽光下肥皂泡所呈現的顏色.
例1. 用綠光做雙縫干涉實驗,在光屏上呈現出綠,暗相間的條紋,相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx.下列說法中正確的有
A.如果增大單縫到雙縫間的距離,Δx 將增大
B.如果增大雙縫之間的距離,Δx 將增大
C.如果增大雙縫到光屏之間的距離,Δx將增大
D.如果減小雙縫的每條縫的寬度,而不改變雙縫間的距離,Δx將增大
解:公式中l表示雙縫到屏的距離,d表示雙縫之間的距離.因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關,於縫本身的寬度也無關.本題選C.
例2. 登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射,否則將會嚴重地損壞視力.有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡.他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5,所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014Hz,那麼它設計的這種"增反膜"的厚度至少是多少
解:為了減少進入眼睛的紫外線,應該使入射光分別從該膜的前後兩個表面反射形成的光疊加後加強,因此光程差應該是波長的整數倍,因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2.紫外線在真空中的波長是λ=c/ν=3.7×10-7m,在膜中的波長是λ/=λ/n=2.47×10 -7m,因此膜的厚度至少是1.2×10-7m.
2.光的衍射:
注意關於衍射的表述一定要准確.(區分能否發生衍射和能否發生明顯衍射)
⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發生衍射.
⑵發生明顯衍射的條件是:障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比,甚至比波長還小.
(3)衍射現象:明暗相間的條紋或彩色條紋.
(與干涉條紋相比,中央亮條紋寬兩邊窄,是不均勻的.若為白光,存在一條白色中央亮條紋)
例3. 平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較,下列說法中正確的有
A.在衍射圖樣的中心都是亮斑
B.泊松亮斑中心亮點周圍的暗環較寬
C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑,泊松亮斑圖樣的中心是亮斑
D.小孔衍射的衍射圖樣中亮,暗條紋間的間距是均勻的,泊松亮斑圖樣中亮,暗條紋間的間距是不均勻的
解:從課本上的圖片可以看出:A,B選項是正確的,C,D選項是錯誤的.
3.光譜:
光譜分析可用原子光譜,也可用吸收光譜.太陽光譜是吸收光譜,由太陽光譜的暗線可查知太陽大氣的組成元素.
4.光的電磁說:
⑴麥克斯韋根據電磁波與光在真空中的傳播速度相同,提出光在本質上是一種電磁波——這就是光的電磁說,赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性.
⑵電磁波譜.波長從大到小排列順序為:無線電波,紅外線,可見光,紫外線,X射線,γ射線.各種電磁波中,除可見光以外,相鄰兩個波段間都有重疊.
各種電磁波的產生機理分別是:無線電波是振盪電路中自由電子的周期性運動產生的;紅外線,可見光,紫外線是原子的外層電子受到激發後產生的;倫琴射線是原子的內層電子受到激發後產生的;γ射線是原子核受到激發後產生的.
⑶紅外線,紫外線,X射線的主要性質及其應用舉例.
種 類
產 生
主要性質
應用舉例
紅外線
一切物體都能發出
熱效應
遙感,遙控,加熱
紫外線
一切高溫物體能發出
化學效應
熒光,殺菌
X射線
陰極射線射到固體表面
穿透能力強
人體透視,金屬探傷
例4 為了轉播火箭發射現場的實況,在發射場建立了發射台,用於發射廣播電台和電視台兩種信號.其中廣播電台用的電磁波波長為550m,電視台用的電磁波波長為 0.566m.為了不讓發射場附近的小山擋住信號,需要在小山頂上建了一個轉發站,用來轉發_____信號,這是因為該信號的波長太______,不易發生明顯衍射.
解:電磁波的波長越長越容易發生明顯衍射,波長越短衍射越不明顯,表現出直線傳播性.這時就需要在山頂建轉發站.因此本題的轉發站一定是轉發電視信號的,因為其波長太短.
例5. 右圖是倫琴射線管的結構示意圖.電源E給燈絲K加熱,從而發射出熱電子,熱電子在K,A間的強電場作用下高速向對陰極A飛去.電子流打到A極表面,激發出高頻電磁波,這就是X射線.下列說法中正確的有
A.P,Q間應接高壓直流電,且Q接正極
B.P,Q間應接高壓交流電
C.K,A間是高速電子流即陰極射線,從A發出的是X射線即一種高頻電磁波
D.從A發出的X射線的頻率和P,Q間的交流電的頻率相同
解:K,A間的電場方向應該始終是向左的,所以P,Q間應接高壓直流電,且Q接正極.從A發出的是X射線,其頻率由光子能量大小決定.若P,Q間電壓為U,則X射線的頻率最高可達Ue/h.本題選AC.
二,光的粒子性
1.光電效應
⑴在光的照射下物體發射電子的現象叫光電效應.(右圖裝置中,用弧光燈照射鋅版,有電子從鋅版表面飛出,使原來不帶電的驗電器帶正電.)
(2)愛因斯坦的光子說.光是不連續的,是一份一份的,每一份叫做一個光子,光子的能量E跟光的頻率ν成正比:E=hν
(3)光電效應的規律:
各種金屬都存在極限頻率ν0,只有ν≥ν0才能發生光電效應;
瞬時性(光電子的產生不超過10-9s).
③光子的最大初動能與入射光的強度無關,只隨著入射光的的頻率的增大而增大;
④當入射光的頻率大於極限頻率時,光電流的強度與入射光的強度成正比.
⑷愛因斯坦光電效應方程:Ek= hν - W(Ek是光電子的最大初動能;W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功.)
例6. 對愛因斯坦光電效應方程EK= hν-W,下面的理解正確的有
A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬,那麼從金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能EK
B.式中的W表示每個光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功
C.逸出功W和極限頻率ν0之間應滿足關系式W= hν0
D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比
解: 愛因斯坦光電效應方程EK= hν-W中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功,因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值.對應的光電子的初動能是所有光電子中最大的.其它光電子的初動能都小於這個值.若入射光的頻率恰好是極限頻率,即剛好能有光電子逸出,可理解為逸出的光電子的最大初動能是0,因此有W= hν0.由EK= hν-W可知EK和ν之間是一次函數關系,但不是成正比關系.本題應選C.
三,光的波粒二象性
1.光的波粒二象性
干涉,衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波;光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子;因此現代物理學認為:光具有波粒二象性.
2.正確理解波粒二象性
波粒二象性中所說的波是一種概率波,對大量光子才有意義.波粒二象性中所說的粒子,是指其不連續性,是一份能量.
⑴個別光子的作用效果往往表現為粒子性;大量光子的作用效果往往表現為波動性.
⑵ν高的光子容易表現出粒子性;ν低的光子容易表現出波動性.
⑶光在傳播過程中往往表現出波動性;在與物質發生作用時往往表現為粒子性.
⑷由光子的能量E=hν,光子的動量表示式也可以看出,光的波動性和粒子性並不矛盾:表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特徵的物理量——頻率ν和波長λ.

㈢ 物理意義上的波動是什麼

波動是一種常見的物質運動形式。例如繩上的波、空氣中的聲波、水面波等,這些波都是機械振動在彈性介質中的傳播,稱為機械波。此外,無線電波、光波也是一種波動,這種波是變化的電場和變化的磁場在空間的傳播,稱為電磁波。

17世紀 ,R.胡克和C.惠更斯創立了光的波動說。惠更斯曾利用波前概念正確解釋了光的反射定律、折射定律和晶體中的雙折射現象。這一時期,人們還發現了一些與光的波動性有關的光學現象,例如F.M.格里馬爾迪首先發現光遇障礙物時將偏離直線傳播,他把此現象起名為「衍射」。胡克和R.玻意耳分別觀察到現稱之為牛頓環的干涉現象。這些發現成為波動光學發展史的起點。17世紀以後的一百多年間,光的微粒說(見光的二象性)一直占統治地位,波動說則不為多數人所接受,直到進入19世紀後,光的波動理論才得到迅速發展。

1800年,T.楊提出了反對微粒說的幾條論據,首次提出干涉這一術語,並分析了水波和聲波疊加後產生的干涉現象。楊於1801年最先用雙縫演示了光的干涉現象(見楊氏實驗),第一次提出波長概念,並成功地測量了光波波長。他還用干涉原理解釋了白光照射下薄膜呈現的顏色。1809年E.L.馬呂斯發現了反射時的偏振現象(見布儒斯特定律),隨後A.-J.菲涅耳和D.F.J.阿拉戈利用楊氏實驗裝置完成了線偏振光的疊加實驗,楊和菲涅耳藉助於光為橫波的假設成功地解釋了這個實驗。1815年,菲涅耳建立了惠更斯-菲涅耳原理,他用此原理計算了各種類型的孔和直邊的衍射圖樣,令人信服地解釋了衍射現象。1818年關於阿拉戈斑(見菲涅耳衍射)的爭論更加強了菲涅耳衍射理論的地位。至此,用光的波動理論解釋光的干涉、衍射和偏振等現象時均獲得了巨大成功,從而牢固地確立了波動理論的地位。

19世紀60年代,J.C.麥克斯韋建立了統一電磁場理論,預言了電磁波的存在並給出了電磁波的波速公式。隨後H.R.赫茲用實驗方法產生了電磁波。光與電磁現象的一致性使人們確信光是電磁波的一種,光的古典波動理論與電磁理論融成了一體,產生了光的電磁理論。把電磁理論應用於晶體,對光在晶體中的傳播規律給出了嚴格而圓滿的解釋。19世紀末,H.A.洛倫茲創立了電子論,他把物質的宏觀性質歸結為構成物質的電子的集體行為,電磁波的作用使帶電粒子產生受迫振動並產生次級電磁波,根據這一模型解釋了光的吸收、色散和散射等分子光學現象。這種經典的電磁理論並非十全十美,因在關於光與物質相互作用的問題上涉及微觀粒子的行為,必須用量子理論才能得到徹底的解決。

波動光學的研究成果使人們對光的本性的認識得到了深化。在應用領域,以干涉原理為基礎的干涉計量術為人們提供了精密測量和檢驗的手段(見干涉儀),其精度提高到前所未有的程度;衍射理論指出了提高光學儀器分辨本領的途徑(見夫琅和費衍射);衍射光柵已成為分離光譜線以進行光譜分析的重要色散元件;各種偏振器件和儀器用來對岩礦晶體進行檢驗和測量,等等。所有這些構成了應用光學的主要內容。

20世紀50年代開始,特別在激光器問世後,波動光學又派生出傅里葉光學、纖維光學和非線性光學等新分支,大大地擴展了波動光學的研究和應用范圍

㈣ 什麼叫波動 波動與振動有什麼區別 有什麼聯系

波動,是一種常見的物質運動形式,屬於物理學研究范圍。波動是一種常見的物理現象。我們將某一物理量的擾動或振動在空間逐點傳遞時形成的運動形式稱為波動。

各種形式的波的共同特徵是具有周期性。受擾動物理量變化時具有時間周期性,即同一點的物理量在經過一個周期後完全恢復為原來的值;在空間傳遞時又具有空間周期性,即沿波的傳播方向經過某一空間距離後會出現同一振動狀態(例如質點的位移和速度)。

聯系:

1、振動是波動的原因,波動是振動的結果;
2、有波動必然有振動,有振動不一定有波動。

區別:

1、發現歷史不同

波動:17世紀,R.胡克和C.惠更斯創立了光的波動說。惠更斯曾利用波前概念正確解釋了光的反射定律、折射定律和晶體中的雙折射現象。這一時期,還發現了一些與光的波動性有關的光學現象,例如F.M.格里馬爾迪首先發現光遇障礙物時將偏離直線傳播,把此現象起名為「衍射」。
振動:人類對振動現象的認識有悠久的歷史.早在公元前6世紀,Pythagoras發現了較短的弦發出較高的音,將弦長縮短一半可發出高一音階的音符;戰國時期的古人已定量地總結出弦線發音與長度的關系將基音弦長分為三等份,減去或增加一份可確定相隔五度音程的各個音。

2、原理不同

波動:形成波動的成因是介質中質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動,並將形振動形式由遠及近的傳播開來,各質點間存在相互作用的彈力。波動是質點群聯合起來表現出的周而復始的運動現象。

振動:不同的原子擁有不同的振動頻率,發出不同頻率的光譜,因此可以通過光譜分析儀發現物質含有哪些元素。在常溫下,粒子振動幅度的大小決定了物質的形態(固態、液態和氣態)。不同的物質擁有不同的熔點、凝固點和汽化點也是由粒子不同的振動頻率決定的。

3、應用不同

波動:無線電波、光波、X射線等。
振動:振動原理廣泛應用於音樂、建築、醫療、製造、建材、探測、軍事等行業,有許多細小的分支,對任何分支的深入研究都能夠促進科學的向前發展,推動社會進步。

㈤ 高中物理 光的波動性 和 粒子性 什麼意思 分別什麼代表

波動性指的是光具有波的性質,如可以發生波的干涉和衍射等.粒子性指的是光有粒子的性質,比如光電效應.

㈥ 粒子性與波動性的概念及區別。

1、概念不同

電磁波的粒子性是指電磁輻射能除了它的連續波動狀態外還能以離散形式存在。其離散單元稱為光子或量子。

波動性,在金融數學領域,指金融資產在一定時間段的變化性。通常以一年內漲落的標准差來測量。 金融市場中,投資的波動性與其風險有著密切的聯系。

2、適用范圍不同

粒子性是光與帶電粒子相互作用時表現出的能量、動量的不連續性,適用於物理學。

波動性通常用於測量資產的風險性。

(6)物理中波動性什麼意思擴展閱讀:

光是一種電磁波,它與帶電粒子相互作用時又表現出一種能量、動量的不連續性(通常稱為粒子性)。

1、光電效應

⑴在光的照射下物體發射電子的現象叫光電效應。

(2)愛因斯坦的光子說。光是不連續的,是一份一份的,每一份叫做一個光子,光子的能量E跟光的頻率ν成正比:E=hν。

(3)光電效應的規律:

各種金屬都存在極限頻率ν0,只有ν≥ν0才能發生光電效應。

瞬時性(光電子的產生不超過10^-9s)。

③光電子的最大初動能與入射光的強度無關,只隨著入射光的的頻率的增大而增大。

④當入射光的頻率大於極限頻率時,光電流的強度與入射光的強度成正比。

⑷愛因斯坦光電效應方程:Ek= hν - W(Ek=1∕2mv^2,為光電子的最大初動能。hν為光子的能量,W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。

㈦ 如何理解電子的波動性,電子波與電磁波有什麼區別

電子是一種具體的物質,所以電子波屬於物質波,電磁波是一種電磁場形成的波,而任何物理運動都具有波粒二象性,電子波的波長比電磁波小得多,大到天體運動都具有波動性,只不過它們的波長非常小,通常表現不出波動性,而且這種微觀波我們絕對不能按照機械波去理解,它們是一種概率波,就是在某個地方出現的概率大小,因此上,這種波只有大量的微粒才能表現出波動性.看起來你只能理解到這個地步,要知道更多就得學習很多的基礎物理知識,等上大學以後再進一步學習你就會有所了解.覺得回答的好就投個好評.

㈧ 關於實物粒子的波動性

一個個來說吧,可能會較長。
第一個問題,課本里會說,粒子有波粒二象性,波動性對應的公式就是V=E/H,入=H/P。但它沒有告訴你,粒子的波動性和粒子性都是有應用范圍的,只有考慮粒子運動的時候才有波動性,只有考慮粒子存在的時候才有粒子性。波動性公式裡面對應的能量是運動中的能量,但不是全部的能量,因為按照相對論,物體還有靜止能量。運動的能量遵循波動性的公式,但總能量必須要考慮靜止能量,所以是不遵循那個公式的。上面的那個人說得很好,題目中說到已知能量求頻率的時候,告訴你的就是這種運動的能量,但如果告訴你頻率,你當然可以求出這種運動的能量,但在學相對論之前,你沒法把它和靜止能量結合在一起,所以你還沒有辦法去求出總能量。所以現在對於你,利用波動性的公式,用能量求頻率是對的,但已知的頻率求實物粒子的能量就是錯的。在你學了相對論之後,後者才是對的,才是可以求的。

第二個問題,你計算的錯誤不在於我們剛才說的第一個問題。因為既然是運動的能量,對於光子成立,對於實物粒子也成立,對於光子我們能求出來能量等於動量乘以光速,對於實物粒子我們也能求出來能量等於動量的平方除以兩倍的的質量,也就是我們熟悉的動能定理。關鍵是你計算的方法有問題。我知道你是怎麼計算的,用頻率乘以波長等於速度,所以對於光子就得到了能量等於動量乘以光速。但這個方法是錯的。
波是有兩種速度的,一種叫做相速度,它就是你的方法計算的。它沒有物理意義,只是一種形式上的速度,這個速度在電磁學中甚至是可以超過光速的。還有一個速度,是有物理意義的速度,叫做群速度,它代表的是波攜帶的能量的速度。計算方法不是頻率乘以波長,而是頻率對於波長倒數的導數,你現在可能還不會計算。具體到這里,就是能量對於動量的導數。群速度是有物理意義的速度。對於光子群速度等於光速,所以有這個群速度的公式,能量對於動量的導數等於光速,就會得到能量等於動量乘以光速。對於實物粒子,群速度等於速度,也就是動量除以質量,還有應用這個群速度公式,能量對於動量的導數等於動量除以質量,就會得到能量等於動量的平方除以兩倍的質量,也就是動能定理。

第三個問題,這兩個現象。陰極射線我知道,但輝光敏電我沒聽說過,查了一個谷歌和網路都查不到,我不知道是不是術語有分歧,有一個類似的叫輝光放電,我想你大概指的它。輝光放電還有陰極射線,他們的原理是一樣的。都是利用熱的正離子打到陰極,從而釋放電子。但兩個現象的條件不同,從而差別很大。輝光放電,需要的稀薄的氣體,從陰極打出來的電子一方面向正極運動,一方面擊中氣體分子,從而導電並且會發光。陰極射線雖然同樣需要稀薄的氣體,但密度要小得多,它打出來的電子在向陽極運動的時候,更多的不是撞到氣體分子,而是形成一道射線一樣射出去。甚至陰極射線中很多的電子並不依靠稀薄氣體的正離子撞擊,而是因為電場的場致發射。所以雖然原理一樣,但兩者差別很大。

㈨ 物理問題:光的波動性具體是什麼

簡單地說,就是光具有波的一切特性,例如干涉和衍射 一,光的波動性 1.光的干涉:兩列光波在空中相遇時發生疊加,在某些區域總加強,某些區域減弱,相間的條紋或者彩色條紋的現象. 光的干涉的條件:是有兩個振動情況總是相同的波源,即相干波源.(相干波源的頻率必須相同). 形成相干波源的方法有兩種: ①利用激光(因為激光發出的是單色性極好的光). ②設法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源於同一個光源,因此頻率必然相等). (3) 楊氏雙縫實驗: 亮紋:屏上某點到雙縫的光程差等於波長的整數倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……) 暗紋:屏上某點到雙縫的光程差等於半波長的奇數倍,即δ=(n=0,1,2,……) 相鄰亮紋(暗紋)間的距離.用此公式可以測定單色光的波長.用白光作雙縫干涉實驗時,由於白光內各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白色亮紋,兩邊出現彩色條紋. (4) 薄膜干涉: 應用: 使被檢測平面和標准樣板間形成空氣薄層,用單色光照射,入射光在空氣薄層上下表面反射出兩列光波,在空間疊加.干涉條紋均勻:表面光滑;不均勻:被檢測平面不光滑. 增透膜:鏡片表面塗上的透明薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的,在薄膜的兩個表面上反射的光,其光程差恰好等於半個波長,相互抵消,達到減少反射光增大透射光強度的作用. 其他現象:陽光下肥皂泡所呈現的顏色.

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