光的原理
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2008/12/05
光的原理
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光本身是電磁輻射,也是一種能量,由許多有能量和動力的微小粒子所組成,這些粒子被叫做光子,是光的最基本單位,光子是因為電子移動才釋放出來在原子中,電子在原子的四周圍以軌道形式移動,電子在不同的軌函數有著不同等的能量,通常來說,有著更大能量的電子以軌道移動遠離了核子,電子從一個更低的軌道跳到一個更高的軌道,能量水準就增高,從更高軌函數跌落到更低的軌函數裏時電子就會釋放能量,根據能量大小的不同會產生長短不一的波長與各式顏色的光


微粒子論
17世紀,人們開始有光是有大量堅硬粒子組成的觀點。此論可解釋光的直進性和反射性,因為粒子與光滑平面發生碰撞的反射定律與光的反射定律相同。

波動論
光是一種振動,發光體的每一振動在介質中向各個方向傳播,波動論認為水波可以同時發生反射和折射,並且水波的反射和折射規律和光完全相同。同時,科學家惠更斯即把光比作像「水波」一樣的機械波,即機械波的傳播需要依靠介質,而光卻能在真空中(無介質)傳播。

電磁波論
此理論假設在宇宙中到處充滿一種特殊物質此物稱為以太,光便是由此通過進行傳播。以太密度極小,卻具有較大彈性。19世紀,科學家提出光和電磁現象間存在某種聯繫關係,在磁場的作用下,偏振光的振動面會發生改變,後又發現電磁波是種橫波,其傳播速度等於光速,同時電磁波也會產生反射、折射、干涉、繞射、偏振等現象。


光量子論
20世紀初愛因斯坦提出光是一顆顆攜帶能量的粒子,其能量大小則和光波的頻率成正比,後人以「光子」強調此一本質,從此人類認識到光同時具備粒子與波動的雙重特性。此後愛氏又利用統計力學結合光量子論,解釋了固體在低溫下比熱值的變化,也討論了原子分子受光照射時,電子轉換軌道的機率,成為日後雷射的核心理論基礎。