光的微粒说和波动说

第八章光的本性,第一节光的微粒说和波动说,制作：岳阳市十中物理组周精华2001.12.6,教学目标:1、了解人类对光的本性认识的发展史；2、能体会近代物理研究的基本方法；3、知道光的波粒二象性。,一、光的基本知识：1、光在均匀介质中沿直线传播，在两种介质的界面处会发生反射和折射；2、光在真空或空气中的传播速度约为30万Km/s;3、光具有能量。,二、问题,？,光的本质是什么？,三、光的学说的发展史简介：1、原始的光的微粒说：光是沿直线高速传播的粒子流，人的视觉就是光粒子进入人的眼睛引起的。（牛顿支持微粒说）,2、荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动学说：光是某种振动以波的形式向外传播。,3、微粒说和波动说的比较：微粒说能解释光的直线传播和反射，不能解释光在两种介质界面处同时发生反射和折射。波动说能解释光在两种介质界面处同时发生反射和折射，能解释几束光相遇后彼此毫无妨碍地继续向前传播，不能解释光的直线传播。,4、光的微粒说和波动说几乎是同一时代形成的，但是为什么在19世纪以前的100多年的时间里一直是微粒说占主导地位呢？原因是：A、17世纪到18世纪经典力学已经建立，并且在各方面取得了巨大的成就，这就容易使人们用经典力学的机械论观点去理解光的本性；,B、当时的实验条件还不足以证明哪种学说是错误的，而牛顿的威望比惠更斯高，容易为人们所迷信；C、惠更斯提出的波动说本身还很粗糙，很不完善。,5、波动说的进展和胜利的主要事实依据是：A、1801年英国的年轻医生、物理学家托马斯杨（17731829）进行了著名的双缝干涉实验，提出了干涉原理，并解释了光的衍射现象。他还成功地测出了红光和紫光的波长。,4、19世纪初，获得了证明波动说正确的实验依据，就是光的干涉和衍射实验，它无法用微粒说解释，因此，说明光的波动性是正确的。,B、菲涅尔（17881827）继续了托马斯杨的工作，于1815年他用杨氏干涉原理，提出了惠更斯菲涅尔原理，圆满地解释了光在均匀介质中的直线传播，解释了光的衍射现象，解释了光的偏振现象，肯定了光是横波的看法。托马斯杨和菲涅尔等人在当时波动说受冷落的情况下，以严肃的科学态度和坚持实事求是的原则，向微粒说进行挑战，使光的波动说得到了新生和发展。,C、1805年法国物理学家傅科（18191868）用旋转棱镜法测定了光在水中的速度小于空气中的速度，两者的比值近似为3/4，这被认为是判定性的实验。因为牛顿的微粒说推导出来的水中的光速应当大于空气中的光速，而实际结果与波动理论却完全一致，因此，波动理论被大家接受了。,6、随着物理学各方面的发展，麦克斯韦提出了电磁波的理论，进而得出了光是电磁波的结论，由惠更斯的波动说又发展到了麦克斯韦的光的电磁说。,7、19世纪末，光电效应被发现了，波动说在光电效应面前又显得束手无策。,8、最后，人们终于认识到光既具有波动性又具有粒子性。即光的波粒二象性。,四、由上面的简介，我们应该明确：,1、科学的发展是一代又一代科学家辛勤劳动的曲折过程；2、近代物理学研究的一些基本方法：A、实验（事实）理论假设实验（提出新的实验事实）修正理论（建立新的假设）不断完善和科学化。B、人类对光的本性的认识，是在纠正偏差、错误的历史进程中，不断深化、完善和提高的。,1、有下列几种光现象：A、光的直线传播B、光的反射C、光在两种介质界面同时发生反射和折射D、几束光相遇后彼此毫无妨碍地继续向前传播在上述光现象中，光的微粒说能够解释的有_,光的波动说能够解释的