光的科學性
『壹』 什麼是光的科學解釋
光有波粒二像限!光的衍射,干射等現象說明光有波的特性!然而碰撞理論說明它有粒子性!
『貳』 海底奇光的科學性和文學性
淵博的知識、豐富的想像力、對科學的高度敏感是儒勒·凡爾納創作科幻小說的基礎,而科學性和文學性的完美結合則是他的科幻小說的最大特點。
《海底奇光》一文,是科幻小說《海底兩萬里》中的一個很短的片斷,集中描繪了主人公所目睹的海底奇光這一奇景,無所謂什麼小說情節、人物形象,課文的重點就是描述「海底奇光」。又因為是科幻小說,作者的目的也並不在於將什麼科學現象或原理解釋清楚,因此某些老師將其當作說明文來教學也是明顯有誤的。這一點,以課文中的一句為例很容易說明問題。
第5自然段中這樣寫道:「加上缽水母、海盤車、海月水母、海筍和其他磷光植形動物發出的微光,海水中一片光亮。植形動物體內充滿了海洋腐爛的有機物質誘餌,也許還有魚類分泌的粘液。」植形動物體內的「海洋腐爛的有機物質」與「魚類分泌的粘液」與其發出磷光有什麼關系?如果讀者把課文當作說明文,讀到這里,便會產生這樣的疑問了。生物學知識表明,「海洋腐爛的有機物質」與「魚類分泌的粘液」中,含有發磷光的細菌。凡爾納的科幻作品確實是以科學知識為依據的,但它不是說明文,無需揭示這其中原理。
因此,我們讀《海底奇光》,應該把重點放在敘述和描寫上,尤其是描寫,要研究作者寫了怎樣的「奇光」,又是怎樣將這迷人的奇觀栩栩如生、清晰地展現在讀者眼前的。
海底奇光的奇特之一在於「光」,這種光 「格外耀眼」而且「充滿活力」。課文中通過幾層對比襯托,層層突出了它的「亮」:以昏暗的海水襯托發亮的水層,接著又以發亮的水層襯托出幾道閃光。作者用比喻的手法寫出這種特殊的光亮:「好像熾熱大火爐里的熔鉛流,又像加熱到白熱狀態的金屬塊。」又將它與照明器靜靜放射的光芒對比,突出其「生命力」,由此自然聚焦到下文的「光源」。
海底奇光的奇特之二在於「光源」,「光線來自無數的發光微小生物」,光源是生命體,因此這光也就具有了「不同尋常的生命力和運動力」。作者歷數許多發光生物體的名稱,又具體描述微小生物的形態,還將海水區域與生物數量做數字對比,極寫微小生物之多,細節的詳盡令讀者感受到「海水中一片光亮」的真實性,自然進入了作者腦海中的幻想世界。
海底奇光的奇特之三在於海洋生物在奇光中四處游動形成了迷人奇觀。作者將四處嬉戲的海洋生物比作「火中蠑螈」,與下文「不發燙的火光」相照應,既寫出海水的光亮,又寫出海洋生物的活力。他筆下的海洋生物各具形態和個性特點,鼠海豚「美麗又敏捷」,是「海洋中不知疲倦的小丑」;「身長三米」的旗魚,是「聰明的暴風雨預報者」,有著「令人生畏的劍狀上頜」……比喻和擬人的手法,形象生動地展現了一個充滿動感的、生機勃勃的海底世界。
細讀這些描寫,我們會發現「海底奇光」之奇,根源在於生命力,看似平靜的海底實際上蘊藏著無窮的生命力,這幻想中奇妙的世界來源於作者豐富的想像力,又以科學知識、生活體驗為依據,既體現了作者對海洋的認識和想像,更突出了作者對神奇自然的欣賞和贊嘆。
課文結尾對這種現象和自然氣候之間的關系作了一番猜測,但寫這些,並不是要解決什麼科學問題,主人公的想法體現的是人類對自然世界的好奇心,這恐怕是題目中「奇」的深層含義吧。科幻本就是因人類對自然的好奇、對世界探索的慾望而生,而人類的這種好奇心和探索的慾望是永遠不會停歇的。
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『叄』 「光」由光子構成,這個定義科學解釋有可能是錯的嗎
可能是錯的,因為“光”具有愛因斯坦所說的那樣,光具有波粒二象性這種特點,光不僅是由光子構成的,同時光也是“光波”。
對關於“光”這種物質,科學家研究時間很長,但是想要給出一個完整而准確的定義還是具有一定難度的,隨著科技的進步,物理學的完善,對每種物質的定義也都有一個較為嚴苛的標准,“光”這種物質也不例外。
“光子”這種物質是怎麼來的,光子不是在宇宙一誕生的時候就大量出現的。奇點,什麼是奇點?奇點就是是一個徹徹底底的密度巨大、時空曲率高、以及體積無限小的一個“點”,但是它在常用地物理學原則在這都不適用。
通過上述事實和例子我們對“光”這種物質和宇宙形成前後的歷史這兩個概念有了一個初步的了解,有著實驗加持的理論還是具有可信度的,但是對於“光”這個物質還是沒有一個完整而准確的定義。
『肆』 光的性質是什麼
1、在幾何光學中,光以直線傳播。筆直的「光柱」和太陽「光線」都說明了這一點。
2、在波動光學中,光以波的形式傳播。光就像水面上的水波一樣,不同波長的光呈現不同的顏色。
3、光速極快。在真空中為3.0×10⁸m/s,在空氣中的速度要慢些。在折射率更大的介質中,譬如在水中或玻璃中,傳播速度還要慢些。
4、在量子光學中,光的能量是量子化的,構成光的量子(基本微粒),我們稱其為「光量子」,簡稱光子,因此能引起膠片感光乳劑等物質的化學變化。
(4)光的科學性擴展閱讀:
幾何光學中光的傳播規律有三:
1、光的直線傳播規律已如上述。大地測量也是以此為依據的。
2、光的獨立傳播規律。兩束光在傳播過程中相遇時互不幹擾,仍按各自途徑繼續傳播,當兩束光會聚同一點時,在該點上的光能量是簡單相加的。
3、光的反射和折射定律。光傳播途中遇到兩種不同介質的分界面時,一部分反射,一部分折射。反射光線遵循反射定律,折射光線遵循折射定律。
『伍』 對於光的科學理論怎麼解釋啊~~~
光能轉化為別的能量,比如說光照到身上使溫度升高
『陸』 光電效應說明光具有什麼性
光電效應說明光具有粒子性。光照射到某些物質上,引起物質的電性質發生變化,也就是光能量轉換成電能。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應(Photoelectric
effect)。這一現象是1887年赫茲在實驗研究麥克斯韋電磁理論時偶然發現的。1888年,德國物理學家霍爾瓦克斯(Wilhelm
Hallwachs)證實是由於在放電間隙內出現荷電體的緣故。1899年,J·J·湯姆孫通過實驗證實該荷電體與陰極射線一樣是電子流。1899—1902年間,勒納德(P·Lenard)對光電效應進行了系統研究,並命名為光電效應。1905年,愛因斯坦在《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》一文中,用光量子理論對光電效應進行了全面的解釋。1916年,美國科學家密立根通過精密的定量實驗證明了愛因斯坦的理論解釋,從而也證明了光量子理論
『柒』 光的光的科學
光是一種肉眼可以看見(接受)的電磁波(可見光譜)。在科學上的定義,光有時候是指所有的電磁波。光是由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動性,或稱為波粒二象性。
光可以在真空、空氣、水等透明的介質中傳播。光的速度:真空中的光速是目前宇宙中已知最快的速度,在物理學中用c表示
光在真空中1s能傳播299792458m。也就是說,真空中的光速為c=2.99792458×108m/s。在其他各種介質的速度都比在真空中的小。空氣中的光速大約為2.99792000×108m/s。在我們的計算中,真空或空氣中的光速取為c=3×108m/s.(最快,極限速度)光在水中的速度比真空中小很多,約為真空中光速的3/4;光在玻璃中的速度比在真空中小的更多,約為真空中光速的2/3。如果一個飛人以光速繞地球運行,在1s的時間內,能夠繞地球運行7.5圈;太陽發出的光,要經過8min到達地球,如果一輛1000km/h的賽車不停地跑,要經過17年的時間才能跑完從太陽到地球的距離。
人類肉眼所能看到的可見光只是整個電磁波譜的一部分。電磁波之可見光譜范圍大約為390~760nm(1nm=10-9m=0.000000001m),
光分為人造光(如激光)和自然光(如太陽光)。
自身發光的物體稱為光源,光源分冷光源和熱光源。如圖為人造光源。有實驗證明光就是電磁輻射,這部分電磁波的波長范圍約在紅色光的0.77(μm)微米到紫色光的0.39μm之間。波長在0.77μm以上到1000μm左右的電磁波稱為「紅外線」。在0.39μm以下到0.04μm左右的稱「紫外線」。紅外線和紫外線不能引起視覺,但可以用光學儀器或攝影方法去量度和探測這種發光物體的存在。所以在光學中光的概念也可以延伸到紅外線和紫外線領域,甚至X射線均被認為是光,而可見光的光譜只是電磁光譜中的一部分。
人眼對各種波長的可見光具有不同的敏感性。實驗證明,正常人眼對於波長為555nm(納米)的黃綠色光最敏感,也就是這種波長的輻射能引起人眼最大的視覺,而越偏離555nm的輻射,可見度越小。
光具有波粒二象性,即既可把光看作是一種頻率很高的電磁波,也可把光看成是一個粒子,即光量子,簡稱光子。
光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義「米」的標准,並且約定光速嚴格等於299,792,458m/s,此數值與當時的米的定義和秒的定義一致。後來,隨著實驗精度的不斷提高,光速的數值有所改變,米被定義為(1/299,792,458)s內光通過的路程,光速用c來表示。
光是地球生命的來源之一。光是人類生活的依據。光是人類認識外部世界的工具。光是信息的理想載體或傳播媒質。
據統計,人類感官收到外部世界的總信息中,至少80%以上通過眼睛。
當一束光投射到物體上時,會發生反射、折射、干涉以及衍射等現象。
光線在均勻同種介質中沿直線傳播。
光波,包括紅外線,它們的波長比微波更短,頻率更高,因此,從電通信中的微波通信向光通信方向發展,是一種自然的也是一種必然的趨勢。
普通光:一般情況下,光由許多光子組成。在熒光(普通的太陽光、燈光、燭光等)中,光子與光子之間,毫無關聯。即波長不一樣、相位不一樣,偏振方向不一樣、傳播方向不一樣,就像是一支無組織、無紀律的光子部隊,各光子都是散兵游勇,不能做到行動一致。
光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射(reflection)。垂直於鏡面的直線叫做法線;入射光線與法線的夾角叫做入射角;反射光線與法線的夾角叫做反射角。在反射現象中,反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內;反射光線、入射光線分居法線兩側;反射角等於入射角。這就是光的反射定律(reflection law)。如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面,那麼,它被反射後就會逆著原來的入射光的方向射出。這表明,在反射現象中,光路是可逆的。反射在在物理學中分為兩種:鏡面反射和漫反射。鏡面反射發生在十分光滑的物體表面(如鏡面)。兩條平行光線能在反射物體上反射過後仍處於平行狀態。凹凸不平的表面(如白紙)會把光線向著四面八方反射,這種反射叫做漫反射。大多數反射現象為漫反射。
光線從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生偏折,這種現象叫做光的折射(refraction)。折射光線與法線的夾角叫折射角。如果射入的介質密度大於原本光線所在介質密度,則折射角小於入射角。反之,若小於,則折射角大於入射角。若入射角為0,折射角為零,屬於反射的一部分。但光折射還在同種不均勻介質中產生,理論上可以從一個方向射入不產生折射,但因為分不清界線且一般分好幾個層次又不是平面,故無論如何看都會產生折射。如從在岸上看平靜的湖水的底部屬於第一種折射,但看見海市蜃樓屬於第二種折射。凸透鏡、凹透鏡這兩種常見鏡片所產生效果就是因為第一種折射。在折射現象中,光路是可逆的。 復色光分解為單色光的現象叫光的色散。牛頓在1666年最先利用三棱鏡觀察到光的色散,把白光分解為彩色光帶(光譜)。色散現象說明光在介質中的折射率n(或傳播速度v=c/n)隨光的頻率而變。光的色散可以用三棱鏡,衍射光柵,干涉儀等來實現。
白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等各種色光組成的復色光。紅、橙、黃、綠等色光叫做單色光。
色散:復色光分解為單色光而形成光譜的現象叫做光的色散。色散可以利用棱鏡或光柵等作為「色散系統」的儀器來實現。復色光進入棱鏡後,由於它對各種頻率的光具有不同折射率,各種色光的傳播方向有不同程度的偏折,因而在離開棱鏡時就各自分散,形成光譜。
介質折射率隨光波頻率或真空中的波長而變的現象。當復色光在介質界面上折射時,介質對不同波長的光有不同的折射率,各色光因折射角不同而彼此分離。1672年,牛頓利用三棱鏡將太陽光分解成彩色光帶,這是人們首次作的色散實驗。通常用介質的折射率n或色散率dn/dλ與波長λ的關系來描述色散規律。任何介質的色散均可分正常色散和反常色散兩種。 讓一束白光射到玻璃棱鏡上,光線經過棱鏡折射以後就在另一側面的白紙屏上形成一條彩色的光帶,其顏色的排列是靠近棱鏡頂角端是紅色,靠近底邊的一端是紫色,中間依次是橙、黃、綠、藍、靛,這樣的光帶叫光譜。光譜中每一種色光不能再分解出其他色光,稱它為單色光。由單色光混合而成的光叫復色光。自然界中的太陽光、白熾電燈和日光燈發出的光都是復色光。在光照到物體上時,一部分光被物體反射,一部分光被物體吸收。透過的光決定透明物體的顏色,反射的光決定不透明物體的顏色。不同物體,對不同顏色的反射、吸收和透過的情況不同,因此呈現不同的色彩。比如一個黃色的光照在一個藍色的物體上,那個物體顯示的是黑色。因為藍色的物體只能反射藍色的光,而不能反射黃色的光,所以把黃色光吸收了,就只能看到黑色了。但如果是白色的話,就反射所有的色。
光到底是什麼?是一個值得研究,和必需研究的問題。當今物理學就已經又達到了一個瓶頸,即相對論與量子論的沖突。光的本質是基本微粒還是像聲音一樣的波(若是波又在什麼介質中傳播)對未來研究具有指導性作用。
比較合理的觀點是光既是一種粒子同時又是一種波。光具有波粒二象性,就像水滴和水波的關系。 光同時具備以下四個重要特徵:
1、在幾何光學中,光以直線傳播。筆直的「光柱」和太陽「光線」都說明了這一點。
2、在波動光學中,光以波的形式傳播。光就像水面上的水波一樣,不同波長的光呈現不同的顏色。
3、光速極快。在真空中為3.0×108km/s,在空氣中的速度要慢些。在折射率更大的介質中,譬如在水中或玻璃中,傳播速度還要慢些。
4、在量子光學中,光的能量是量子化的,構成光的量子(基本微粒),我們稱其為「光量子」,簡稱光子,因此能引起膠片感光乳劑等物質的化學變化。光線越強,所含的光子越多。
『捌』 光的特性有哪些(小學五年級科學)急!!
去看初二物理書
『玖』 有關光的故事(科學性的,語文的請繞道)要科學性的!
蘇格蘭物理學家詹姆士·克拉克·——19世紀物理學界的巨人之一的研究成果問世,物理學家們才對光學定律有了確定的了解。從某些意義上來說,麥克斯韋正是邁克爾·法拉第的對立面。法拉第在試驗中有著驚人的直覺卻完全沒有受過正式訓練,而與法拉第同時代的麥克斯韋則是高等數學的大師。他在劍橋大學上學時擅長數學物理,在那裡艾薩克·牛頓於兩個世紀之前完成了自己的工作。
牛頓發明了微積分。微積分以「微分方程」的語言來表述,描述事物在時間和空間中如何順利地經歷細微的變化。海洋波浪、液體、氣體和炮彈的運動都可以用微分方程的語言進行描述。麥克斯韋抱著清晰的目標開始了工作——用精確的微分方程表達法拉第革命性的研究結果和他的力場。
麥克斯韋從法拉第電場可以轉變為磁場且反之亦然這一發現著手。他採用了法拉第對於力場的描述,並且用微分方程的精確語言重寫,得出了現代科學中最重要的方程組之一。它們是一組8個看起來十分艱深的方程式。世界上的每一位物理學家和工程師在研究生階段學習掌握電磁學時都必須努力消化這些方程式。
隨後,麥克斯韋向自己提出了具有決定性意義的問題:如果磁場可以轉變為電場,並且反之亦然,那若它們被永遠不斷地相互轉變會發生什麼情況?麥克斯韋發現這些電—磁場會製造出一種波,與海洋波十分類似。令他吃驚的是,他計算了這些波的速度,發現那正是光的速度!在1864年發現這一事實後,他預言性地寫道:「這一速度與光速如此接近,看來我們有充分的理由相信光本身是一種電磁干擾。」
這可能是人類歷史上最偉大的發現之一。有史以來第一次,光的奧秘終於被揭開了。麥克斯韋突然意識到,從日出的光輝、落日的紅焰、彩虹的絢麗色彩到天空中閃爍的星光,都可以用他匆匆寫在一頁紙上的波來描述。今天我們意識到整個電磁波譜——從電視天線、紅外線、可見光、紫外線、X射線、微波和γ射線都只不過是麥克斯韋波,即振動的法拉第力場。根據愛因斯坦的相對論,光在路過強引力場時,光線會扭曲。