吴秀波手机铃声:什么是光现象

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/04/27 14:45:52

光学在物理学与教学中的地位

人们一睁开眼就会接触到光,光现象是人们接触到的非常普遍的物理现象,也是人类最早研究的物理现象之一。我国早在两千三百多年前的《墨经》中,对光的直线传播、光的反射、平面镜和球面镜成像记叙了世界上最早的光学实验,并作了较为明确的阐述。人类对光现象的研究,经历了一个由浅入深、由简单到复杂的过程。人们对光现象的研究,总结起来是三个问题:光是怎样产生的?光是如何传播的?光和物质是怎样作用的?至今,对光现象的研究已经形成一门严谨、完善的学科——光学,它是物理学的重要组成部分。

17世纪是光学研究的活跃时期,并出现了惠更斯的波动说和牛顿的微粒说的激烈争论,到19世纪初杨氏和菲涅耳关于光的干涉和衍射的研究,奠定了光的波动说的胜利。19世纪中叶麦克斯韦建立电磁场理论并提出光是电磁波,光的波动性建立在更加牢靠的电磁理论的基础上。

1900年普朗克在研究黑体辐射时,为了从理论上导出当时他已经得到的与实验符合得很好的经验公式,他大胆地提出了与经典概念迎然不同的能量子假设。1905年爱因斯坦为了解释光电效应进一步提出光子假说,即光本身是由不连续的能量单元所组成的能量流,每一份单位能量为hv,称为光子。爱因斯坦的光子假说被光电效应的进一步实验和康普顿实验等证实,光子概念揭示了光的粒子性。从此光既有波动性又具有粒子性的波粒二象性的概念建立起来了。

光的波动性指光是电磁波,光的电磁理论阐明光的电磁波性质。光的粒子性则指光的量子性,光的量子理论阐明光的量子性。

光子的能量为

光子的动量

这两个公式把描述波动特征的量——波长和频率,与描述粒子特征的量——能量和动量联系起来,很好地表达了光的波粒二象性。

光学理论的完善,引导人们寻找新的光学器件,新器件的出现,又为光学研究开辟了新天地,促使光学理论向前发展。1960年制成了第一台红宝石激光器,此后,人们相继研制成功一系列其他种类的激光器。激光器是多种物理知识和技术融会贯通的产物。

激光是一种频率很纯,方向性良好的强光源。激光的出现,一方面开辟了强光源的研究,出现了非线性光学,推动了光学理论的发展,这个阶段也称为现代光学时期。另一方面,推动应用技术的发展,由于激光的出现,推动了“全息”技术、光纤通讯——信息

高速公路、光盘技术(信息的储存与提取)……的发展,这些技术的广泛应用,大大提高了人们科研、生产和生活的效率与质量。

光学知识的应用,已经渗透到人们生活的方方面面,不论是照明的光源,还是居家装饰的镜子;不论是配眼镜,还是看立体电影;不论是彩色电视,还是VCD和DVD光盘;不论是红外线夜视仪,还是激光制导炸弹等等,都离不开光学知识。

综上所述,科学的进步,国家的发展,人们的生活都离不开光学,九年义务教育更不能不讲授光学知识。

九年义务教育不仅要讲授光学知识及其应用,更应在讲授知识和应用的同时,渗透物理思想与研究方法的教育,增强学生探讨问题和认识世界的能力。

光在同种均匀介质中沿直线传播,从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折——光的折射;光射到物体表面反射回原介质中传播的规律——光的反射。