作业帮关于光学波动性的几个问题
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/10/06 08:43:05
关于光学波动性的几个问题
学了一点光学,感觉不知道的更多了.下面提这几个问题：
1.光最初的传播方向是由什么决定的?如果光是电磁波,应该也会沿空间发散吧?为什么光会沿一条直线传播呢?
2.光波是怎样的电磁波,它发生反射、折射的本质是什么?
3.人为什么只能看到红——紫这段电磁波,其它的为什么无法引起视觉?
4.为什么当入射角与折射角的夹角为90度时,入射光和反射光都呈偏振光线且偏振方向互相垂直?
5.电子受激发放出能量以光子形式散出,请问光子是否为一种物质?
6.激光是如何产生的?受激发的电子为什么会如此统一的沿相同方向放出能量（光子）.
学了一点光学,感觉不知道的更多了.下面提这几个问题：
1.光最初的传播方向是由什么决定的?如果光是电磁波,应该也会沿空间发散吧?为什么光会沿一条直线传播呢?
2.光波是怎样的电磁波,它发生反射、折射的本质是什么?
3.人为什么只能看到红——紫这段电磁波,其它的为什么无法引起视觉?
4.为什么当入射角与折射角的夹角为90度时,入射光和反射光都呈偏振光线且偏振方向互相垂直?
5.电子受激发放出能量以光子形式散出,请问光子是否为一种物质?
6.激光是如何产生的?受激发的电子为什么会如此统一的沿相同方向放出能量（光子）.
好吧,我来给一个我的解释,这些东西从大学的书上都能找到!
1,光最初的传播方向有电子跃迁时的几率波决定,但是可以理解为电子与光子的作用,电子跃迁,光子获得能量和动量向外发出,光会沿一个方向传播是因为波也可以沿一个方向传播,就好像水波在水面垂直方向震动,但在水平方向传播,你看到水波是360环绕的,是因为他可以被看成许多单一方向合成的,但是每一条波都是直线传播的,但是其电矢量和磁矢量就在传播方向的垂直方向震动,并不影响他的直线传播.
2,光是怎样的电磁波,他的电振动矢量和磁振动矢量相互垂直,并且都垂直于传播方向,但是他在发生反射,折射的时候,我们却是用粒子性来解释的,或者用麦克斯韦方程边界条件来解,这样才能借出反射或者折射后的传播方向.但是现在最流行的说法却是光的量子力学解释,这个解释非常不好理解,毕竟新出的东西.反正我没理解!
3,关于我人看电磁波的事情我想应该是光电效应,要知道,我们的神经传输信号的时候,都是传输的电信号,那么什么样的光能产生这样的效果,当然是一定频率,一定能量的光,（光的能量跟频率有光,也就是跟波长有关,也就是跟颜色有关）那么我们的眼睛就好像是一个光学探测器,只能对这个波长的光发生反应.具体的,请恕本人才疏学浅,对生物光学不是很了解.
4,这个又可以用麦克斯韦方程解释,菲涅尔曾经做过这个题了,并把它们搞成自己的菲涅尔方程,详细说明了光在反射折射的时候,电矢量的两个分量（也就是把自然光分解到两个偏振方向的合成）经过物体表面后,到底反射剩下多少,折射剩下多少,那么当你说的那个条件成立的时候,就是我们所说的布鲁斯特角,这个时候通过菲涅尔公式计算,可以明显的发现其中的一个震动分量 全部进入的介质中,那么反射呢?可想而知,只剩下另一个分量,也就是我们所说的偏振了（线偏振就是光的电矢量只有一个震动方向）具体这个公式,随便一本大学里光学书就有.
5,但凡是能被我们探测到,跟能影响这个世界的都是物质,电是,磁是,电磁波也是,当然光也是.没错!
6,激光的全称是光的受激辐射放大,那么简单的原理是什么呢?当电子从高能级像下跃迁的时候,就放出相应的光子,但是这样的跃迁本身是无规律,随意的,那么放出的光子各不一样,也就是不统一.但是爱因斯坦比较无敌的提出如果用一种方法让这些光子都从某一相同能级向下跃迁,那么出来的光子就都是一样的,那么怎么做到,就是所谓的受激了,我们可以用一个相应的光子去撞击原子,使得这个处在高能级的电子在被撞击的时候跃迁,并且跃迁的能级和入射光子一样,新出来的光子就和原来光子一样了,所以,在这个过程前,先进行光抽运,把这些每个原子中的电子都弄到某个能级上,这样1撞2,2撞4,出来的光子都一样,这些条件具备了以后,唯一剩下的问题就是如何让他们向同一方向发生?这个时候就要用到所谓的开放的谐振腔,简单的说就是两个平行的镜子,这样凡事不垂直于这个镜子的光都从侧面散失了,而只有那些同一方向（垂直于镜面）的从镜子上出射（实际上是特制透镜,可以透光的）.形成所谓的激光.
好了,剩下的就是很欣赏你这种好奇心,但是这些问题确实在大学里面都能解决,包括光的本质,光的波粒二象性,光的量子力学解释,什么是激光,什么是光抽运,什么是粒子数翻转,什么是爱因斯坦关系,什么是3能级系统,什么是4能级系统,气体激光器和半导体激光器有什么不同,什么是麦克斯韦方程,什么事菲涅尔关系,很多很多,希望你保持你的兴趣,继续在这个领域探寻!
1,光最初的传播方向有电子跃迁时的几率波决定,但是可以理解为电子与光子的作用,电子跃迁,光子获得能量和动量向外发出,光会沿一个方向传播是因为波也可以沿一个方向传播,就好像水波在水面垂直方向震动,但在水平方向传播,你看到水波是360环绕的,是因为他可以被看成许多单一方向合成的,但是每一条波都是直线传播的,但是其电矢量和磁矢量就在传播方向的垂直方向震动,并不影响他的直线传播.
2,光是怎样的电磁波,他的电振动矢量和磁振动矢量相互垂直,并且都垂直于传播方向,但是他在发生反射,折射的时候,我们却是用粒子性来解释的,或者用麦克斯韦方程边界条件来解,这样才能借出反射或者折射后的传播方向.但是现在最流行的说法却是光的量子力学解释,这个解释非常不好理解,毕竟新出的东西.反正我没理解!
3,关于我人看电磁波的事情我想应该是光电效应,要知道,我们的神经传输信号的时候,都是传输的电信号,那么什么样的光能产生这样的效果,当然是一定频率,一定能量的光,（光的能量跟频率有光,也就是跟波长有关,也就是跟颜色有关）那么我们的眼睛就好像是一个光学探测器,只能对这个波长的光发生反应.具体的,请恕本人才疏学浅,对生物光学不是很了解.
4,这个又可以用麦克斯韦方程解释,菲涅尔曾经做过这个题了,并把它们搞成自己的菲涅尔方程,详细说明了光在反射折射的时候,电矢量的两个分量（也就是把自然光分解到两个偏振方向的合成）经过物体表面后,到底反射剩下多少,折射剩下多少,那么当你说的那个条件成立的时候,就是我们所说的布鲁斯特角,这个时候通过菲涅尔公式计算,可以明显的发现其中的一个震动分量 全部进入的介质中,那么反射呢?可想而知,只剩下另一个分量,也就是我们所说的偏振了（线偏振就是光的电矢量只有一个震动方向）具体这个公式,随便一本大学里光学书就有.
5,但凡是能被我们探测到,跟能影响这个世界的都是物质,电是,磁是,电磁波也是,当然光也是.没错!
6,激光的全称是光的受激辐射放大,那么简单的原理是什么呢?当电子从高能级像下跃迁的时候,就放出相应的光子,但是这样的跃迁本身是无规律,随意的,那么放出的光子各不一样,也就是不统一.但是爱因斯坦比较无敌的提出如果用一种方法让这些光子都从某一相同能级向下跃迁,那么出来的光子就都是一样的,那么怎么做到,就是所谓的受激了,我们可以用一个相应的光子去撞击原子,使得这个处在高能级的电子在被撞击的时候跃迁,并且跃迁的能级和入射光子一样,新出来的光子就和原来光子一样了,所以,在这个过程前,先进行光抽运,把这些每个原子中的电子都弄到某个能级上,这样1撞2,2撞4,出来的光子都一样,这些条件具备了以后,唯一剩下的问题就是如何让他们向同一方向发生?这个时候就要用到所谓的开放的谐振腔,简单的说就是两个平行的镜子,这样凡事不垂直于这个镜子的光都从侧面散失了,而只有那些同一方向（垂直于镜面）的从镜子上出射（实际上是特制透镜,可以透光的）.形成所谓的激光.
好了,剩下的就是很欣赏你这种好奇心,但是这些问题确实在大学里面都能解决,包括光的本质,光的波粒二象性,光的量子力学解释,什么是激光,什么是光抽运,什么是粒子数翻转,什么是爱因斯坦关系,什么是3能级系统,什么是4能级系统,气体激光器和半导体激光器有什么不同,什么是麦克斯韦方程,什么事菲涅尔关系,很多很多,希望你保持你的兴趣,继续在这个领域探寻!