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千虑一得之奇想录

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  • 作者:半卷素书看天下 时间:2019-01-11 19:51
    11.2.3.6.3.7猜测:霓与彩虹的关系图


    由图可见:
    彩虹与霓,本质上没有区别,只是在最后关头,穿越小水滴的位置不同。
    当越来越多的光聚拢到一起,还没有彻底分开时,它们的最后几关的行程却不再相同。有的光从小水滴的上部穿过,形成紫光在下的彩虹;有的从小水滴的下部穿过,形成紫光在上的霓。
    在日常生活中,彩虹常见而霓却不常见。其中的原因,或许与气团的形状有关。因为气团大体呈半球体,越往下宽度越大。因此,光线在往下方折射时,有足够的距离、时间进行聚拢作用,得到数量众多的中微子,再按照振动频率的高低进行发散,容易形成彩虹。越往上方,宽度越窄,没有足够的距离、时间进行聚拢作用,得不到足够的中微子,数量微弱的光即便能够发散,或许很微弱或者不可见。
    或许,这就是彩虹常见而霓不常见的原因吧。
    | 639楼 | | | |
    作者:半卷素书看天下 时间:2019-01-11 19:52
    11.2.3.7猜测:用粒子性来解释光的衍射现象
    11.2.3.7.1百度:光的衍射
    ……光不仅会沿直线传播、折射和反射,还能够以第四种方式传播,即通过衍射的形式传播。
    光在传播过程中,遇到障碍物或小孔(窄缝)时,它有离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象。这种现象叫光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环,叫衍射图样。光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
    产生衍射的条件是:由于光的波长很短,只有十分之几微米,通常物体都比它大得多,所以当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,可以清楚地看到光的衍射。用单色光照射时效果好一些,如果用复色光,则看到的衍射图案是彩色的。
    光的衍射现象的观察和特点。衍射是一切波所共有的传播行为。日常生活中声波的衍射、水波的衍射、广播段无线电波的衍射是随时随地发生的,易为人觉察。但是,光的衍射现象却不易为人们所觉察,这是因为可见光的波长很短,以及普通光源是非相干的面光源。当用一束强光照明小孔、圆屏、狭缝、细丝、刀口、直边等障碍物时,在足够远的屏幕上会出现一幅幅不同的衍射图样。
    法国科学院曾经举办了一个关于衍射问题的有奖辩论会,菲涅耳赢得了这次辩论。作为反对光波动学说的其中一位,西莫恩?德尼?泊松提出,如果菲涅耳声称的结论是正确的,那么当光射向一个球的时候,将会在球后面阴影区域的中心找到亮斑。结果,评审委员会安排了上述实验,并发现了位于阴影区域中心的亮斑(它后来被称作泊松光斑)。这个发现极大地支持了菲涅耳的理论。他的研究为克里斯蒂安?惠更斯发展的光的波动理论提供了很大的支持。他与杨的理论共同反驳了牛顿关于光是粒子的理论。
    光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学中直线传播定律的现象。几何光学表明,光在均匀媒质中按直线定律传播,光在两种媒质的分界面按反射定律和折射定律传播。但是,光是一种电磁波,当一束光通过有孔的屏障以后,其强度可以波及到按直线传播定律所划定的几何阴影区内,也使得几何照明区内出现某些暗斑或暗纹。总之,衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布,又区别于光波自由传播时的光强分布,衍射光强有了一种重新分布。衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。意大利物理学家和天文学家F.M.格里马尔迪在17世纪首先精确地描述了光的衍射现象,150年以后,法国物理学家A.-J.菲涅耳于19世纪最早阐明了这一现象。……
    | 640楼 | | | |
    作者:半卷素书看天下 时间:2019-01-11 19:53
    11.2.3.7.2质疑:光的衍射为何证明光具有波动性?
    光就在我们四周,我们对于光的确十分熟悉。但是,对于光的深入研究,却没有多少多少进展。外国的科学家们早早就开始进行研究,在科技不十分发达的时候,他们就得出了很多的结论,比如光的波动性与粒子性的二相性。科学的探索应该是螺旋式上升的。在科学发展比较迅速的今天,运用今天的高科技,来检验和回顾一下过去的发现。或许,我们还能意识、发现过去的研究中存在着不少的错误。
    对于光的波动性和粒子性之争,国外科学家经过研究探索,已有定论。那就是光具有波动性和粒子性的二相性,这就是他们的结论。但是,这个结论到底是否正确呢?一般常识来看,任何事物只要能够彼此相抗争,说明,矛盾的双方都存在着正确和错误的东西。那么,光的波动性与粒子性都存在那些错误呢?
    我们常常在想,光的四种传播方式:沿直线传播、折射、反射和衍射。其中,前三种都证明光的粒子性。特别是光的折射,能够使光产生发散作用,形成七色的彩虹和霓的现象。而同样产生七色的光的衍射现象,却证明光的波动性,这是为什么呢?同样打在物体上,打在物体表面上,产生的折射、反射就是粒子性的最好证明,打在物体中间的小孔、缝隙处,产生的现象是衍射、干涉条纹,就是波动性的证明,而不是粒子性的证明了?难道区区一个小孔、狭缝,就有如此大的魔法?
    反过来思考,如果我们能够继续用粒子性理论来解释这些现象,那么就不需要波动性这个理论了。毕竟,从粒子性到波动性,这个弯转的有点大!下面,主要提出我们的思考方向和进程,用粒子性来解释光的衍射现象,包括小孔衍射和双缝干涉。我们相信这个思考方向有一定的合理性,但思考过程或许还有错误,还存在不完善的地方,还有待于进一步改进。
    那么,就让我们再来仔仔细细看看这个小孔、狭缝吧。
    | 641楼 | | | |
    作者:半卷素书看天下 时间:2019-01-12 19:52
    11.2.3.7.3探讨:狭缝、小孔的衍射用粒子说来解释的可能性
    狭缝、小孔的衍射试验过程:
    ①狭缝衍射
    让激光发出的单色光照射到狭缝上,当狭缝由很宽逐渐减小,在光屏上出现的现象怎样?
    当狭缝很宽时,缝的宽度远远大于光的波长,衍射现象极不明显,光沿直线传播,在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线;但当缝的宽度调到很窄,可以跟光波相比拟时,光通过缝后就明显偏离了直线传播方向,照射到屏上相当宽的地方,并且出现了明暗相间的衍射条纹,狭缝越小,衍射范围越大,衍射条纹越宽。但亮度越来越暗。
    ②小孔衍射
    当孔半径较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑;减小孔的半径,屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像,即小孔成像;继续减小孔的半径,屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。

    根据实验结果,我们可以看到光的衍射图案。
    以下分别是方形小孔、圆形小孔、红色激光的圆孔衍射图案









    观察这些衍射的图案,其特征:
    1)中央形成了大亮斑;
    2)四周形成与小孔同型的图案;
    3)有同型的暗纹依次相间排列;
    4)每个图案中,按照红橙黄绿青蓝紫,由外到内排列;
    假设我们用粒子说来解释小孔衍射现象,那么,就必须解释产生这些现象的原因。如果能用粒子说解释的通,那么,就没有波动说的存在了。
    用粒子受力的原理来解释小孔衍射的4个特征,概括起来讲,必须解释清楚两个问题:1)中微子通过小孔发生偏转的动力来自哪里?为何不同的振动频率的中微子受到的力不同产生的偏转角度不同;2)为何衍射图案根据小孔的形状而改变。


    | 643楼 | | | |
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    • 作者:半卷素书看天下
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    • 开贴:2013-10-31 20:19
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