光的本性
关于光的本性的争论
关于光的本性的争论关于光的本性的探索可追溯到古希腊时代，毕达哥拉斯学派和原子论派认为光是物体所发出的粒子，亚里士多德则认为光是透明介质中的运动和变化，这些都可认为是微粒说和波动说的萌芽。
近代微粒说由笛卡儿首先提出的，他认为光由大量的微小弹性粒子所组成，并用此假说解释了光的反射和折射。
意大利物理学家格里马第（Francesco Maria Grirnaldi，1618～1663）首先从实验上观察到光的衍射现象，这是光的波动学说的佐证。
牛顿的分光实验以及牛顿环的发现使他意识到，光本质上是运动的微粒，他不能正确地解释由他自己做出的伟大发现。
与牛顿同时代的胡克和惠更斯主张光是一种波动，由此展开了近两个世纪的光的本性之争。
1、牛顿倡导的光的微粒说在自然界里，光是人们日常生活中最熟悉的一种现象，光能使世界上一切物体呈现出它们的形状和颜色我们赖以生存的氧气和食物的产生，也是以植物的光合作用为基础的。
总之，人类的生活离不开光。
多少世纪以来，科学家们为探索光的本性作了大量的实验，提出了许多理论，但是至今还没有能得出最终的、根本性的回答。
究竟光是什么？即关于光的本性这个问题的认识，在不同的历史发展阶段，是不断变化着的，甚至在同一历史时期，也存在两种截然相反的观点。
十七世纪，为了解释这些基本规律，形成了两大学派：一派是以牛顿为代表的“微粒说”，另一派是由胡克、惠更斯为代表所倡议的“波动说”。
1664―1668年，牛顿独立地对色和色散进行了实验研究，1669―1671年间，在剑桥大学授课时阐述了他的研究结果：他让太阳光通过一块三角棱镜，经棱镜射出的光束是一条按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩色光带。
这种光带就称为“光谱”。
白光就是由这几种光混合而成的。
为了解释这些光学现象，牛顿提出了光的微粒说；他认为：光是由弹性微粒流组成，由光源发出，以高速作直线运动。
牛顿以此为论据，阐明了光沿直线传播的性质及反射定律，也解释了光的折射现象。
高三物理总复习光的本性.
【解析】本题实际考查的是干涉知识的应用， 要认真读题，实际很简单，要消除反射回来的 红外线，即要使红外线全部透射，此膜即为增 透膜，厚度最小应为λ/4，综上所述答案为：B.
【解题回顾】解决本题，要求学生要能理解 增透膜的含义及作用，增透膜从薄膜前后表 反射叠加后相互削弱，从而减少反射光强度， 增加透射光的强度.
二、光子说 1.光子说：空间传播的光不是连续的，是一份一份的， 每一份叫一个光子，每个光子的能量E=h ν0(其中 h=6.63×10-34Js，称做普朗克常量). 爱因斯坦就是因为提出了光子说及对光电效应的研究而 获得诺贝尔物理学奖的.
2.光子说对光电效应的解释. 光子照射到金属上时，某个电子吸收光子的能量后动能变大，若 电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面， 成为光电子. ①光子的能量和频率有关，金属的逸出功是一定的，光子的能 量必须大于逸出功才能发生光电效应，这就是每一种金属都存在 一个极限频率的原因；
三、电磁波及电磁波谱 1.电磁波按波长由大到小的顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外 线、X射线、γ射线. 2.不同电磁波产生的机理不同；无线电波由振荡电路中自由电子的周期 性运动产生的；红外线、可见光、紫外线由原子外层电原子受激发后产生 的；X射线由原子内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后 产生的. 3.不同电磁波的特性不同：无线电波易发生干涉和衍射；红外线有显著的 热效应；可见光引起视觉反应；紫外线有显著的化学效应和荧光屏效应；X 射线的穿透本领很大；射线的穿透本领最强. 【说明】光子能量和光强是两个概念，要注意区分，光子能量是指一个 光子具有的能量，在数值上光子的能量E=hν光强是指在垂直光的传播方向 上，单位面积上单位时间内获得所有光子能量的总和，它应当是由单位时 间内的光子数与光子能量共同决定.光子能量大并不意味着光强大，同样光 强大也不等于每个光子的能量大.
光的基本概念
四、光在单位时间内移动的距离称为光速，真空中 的光速大概是300000公里/秒。
五、波长、光速和周期三者的关系是：
波长等于光速乘以周期。
即： λ=νΤ 六、频率
单位时间内，光的震动次数称为频率。不同的 光，振动频率不同，光波振动的频率决定光的颜 色。对于同一颜色的光，不论它在何种介质内传 播，频率总是一常数。
七、频率与周期的关系
ｆ=１/Τ
八、相位、相位差和周相差 波的相位是指波通过平衡点以后所经历的时间，因此
相位总是周期的分数。 两个或两个以上的波沿着同一方向传播时，往往发生
相位差，相位差是指两个波通过平衡点在时间上的差别。 晶体学上往往以两个波上相对应的两点之间的距离相当于 波长的几分之几来表示两波的相位差。
晶体折射率仪
a—玻璃半球；b—刻度盘；d—移动望远镜筒之螺旋； e—镜子；f—固定螺旋；D—望远镜筒
一、在反射现象中，反射光线，入射光线和法线都在同 一平面内。
二、反射光线，入射光线分居法线两侧。 三、反射角等于入射角。 四、在反射现象中，光路是可逆的 。
折射定律
光的折射：光由一种介质斜射入另一种介质或在同一 种不均匀介质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折 射。
光的折射具有几点性质： 一、折射光线和入射光线分居法线两侧。 二、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 三、在光的折射中，光路是可逆性的。 四、当光线从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射 角；当光线从其他介质射入空气时，折射角大于入射角。
正弦曲线上相邻两波峰或者相邻两波谷之间的距离称 为波长。不同颜色的光，波长不相同，在可见光谱中红光 的光波最长，紫光的光波最短。对于同一颜色的光波当由 一种介质进入另一种介质时，波长要发生改变，同一颜色 光波在光密介质中的波长比光疏介质中的波长要短一些。
从光的干涉现象谈光的本性
从光的干涉现象谈光的本性
光的干涉现象是指光线在相遇点处产生干涉现象，光线的波动
性质引起光线的干涉。
这一现象可以用双缝干涉或干涉条纹来解释。
根据光的干涉实验，光的本性可以简单地描述为波动性质。
干
涉是指两个光波相遇并产生交替波峰和波谷的现象。
这种交替的波
峰和波谷产生了光的干涉条纹。
另外，光的波长和频率是物理参数，而光速则是物理定量所不
可避免的衡量对象。
光的波长和频率决定光的颜色，而光速决定光
的速度和传播距离。
因此，光的本性可以分为光电效应和光的波动
性质。
光的波动性质是最初被认可的光的性质，它主要包括光的反射、折射、干涉、衍射等现象。
在这些现象中，光的波动性质可以直接
被观察到和计量。
光的波动性质可以通过干涉实验来证明。
当两束光波相遇时，
光的振幅加起来，交替增强和衰减，形成一系列交替的明暗条纹。
这些条纹可以直接观测到，从而进一步证明光的波动性质。
光的互相作用是能量和动量的传递，可以用于解释光正在和其
它现象的相互作用，例如譬如照相和激光等。
总之，光的干涉现象为光的波动性质提供了明显的证据。
这一
现象为光的本性提供了有力的证据，光是一种具有波动性质的电磁
辐射，它的众多特性可以直接观察和计量。
1。
高中物理公式总结--光的本性
高中物理公式总结：光的本性光的本性（光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性）1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)〔见第三册P23〕2．双缝干涉:中间为亮条纹；亮条纹位置: ＝nλ；暗条纹位置: ＝(2n+1)λ/2（n＝0, 1,2,3,、、、）；条纹间距｛ :路程差(光程差)；λ:光的波长；λ/2:光的半波长；d两条狭缝间的距离；l：挡板与屏间的距离｝3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关，光的颜色按频率从低到高的排列顺序是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记：紫光的频率大，波长小)4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d＝λ/4〔见第三册P25〕5.光的衍射：光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的，在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，光的衍射现象不明显可认为沿直线传播，反之，就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕6.光的偏振：光的偏振现象说明光是横波〔见第三册P32〕7.光的电磁说：光的本质是一种电磁波。
电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕8.光子说,一个光子的能量E＝hν｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的频率｝9.爱因斯坦光电效应方程：mVm2/2＝hν－W ｛mVm2/2:光电子初动能，hν:光子能量，W:金属的逸出功｝注:(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等；(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。
《大学物理》-光的干涉
光的干涉
针孔的衍射
二、光的衍射现象的分类
单缝衍射
不同波长光的单缝衍射条纹照片
白光， a = 0.4 mm
方孔衍射
等厚干涉
双缝干涉
增透膜
网格衍射
一、光的本性
1、微粒说与波动说之争
牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。
惠更斯的波动说： 光是一种波动。
2、 光的电磁本性
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
解： P 点为七级明纹位置
r2 r1 7
插入云母后，P点为零级明纹
r2 r1 d nd 0
d r1
s1
r2
s2
P 0
7 dn 1
d 7 7 55001010 6.6 106 m
n 1 1.58 1
三 薄膜干涉
1 等倾干涉
一、倾斜入射*
光程差：
n2 ( AB BC ) n1 AD n1
: :
c : 2
(b c)
(a d
2
b) :a
x1 x2
0.495cm 10mm
4.95mm
明纹的位置 d sin k
2
s1
s 2*
a
Mb
d xk k
abc 2
K=3, K=4, K=5,
x3=5.05mm x4=7.07mm x5=9.09mm
光是波还是粒子
|科学课堂|◎ 编辑|刘相龙化转换的性质。
随后，光电效应及康普顿效应的发现无可辩驳地证明了光是一种粒子。
光到底是什么？波还是粒子？人们迷茫了。
光既是一种频率很高的电磁波，又是粒子，即光量子（简称光子），即光具有波粒二象性，就像水滴和水波的关系，这是现代物理学给出的回答。
光的波动说与微粒说之争从17世纪初笛卡儿提出的两点假说开始，到20世纪初以光的波粒二象性结束，前后经历了300多年时间。
牛顿、惠更斯、托马斯·杨、菲涅耳等著名的科学家成为该论战的主辩手，正是他们的努力揭开了遮盖在“光的本质”外面那层扑朔迷离的面纱。
光的干涉、衍射、偏振现象证明了光是波，此波不是如声波、水波那样的机械波，而是电磁波，是统计意义上的波，即概率波。
最先观察到光的干涉现象的是英国物理学家托马斯·杨，在1801年的双缝实验中发现，几道频率相同、振动方向一致且相位差恒定的光波在空间中互相叠加时，会导致某些区域始终增强，某些区域始终减弱，出现强弱相间、明暗相间条纹的稳定分布规律，据此还解释了薄膜干涉现象，说明了薄膜呈现彩色的原因。
光的干涉主要运用在平面测量领域和卫星导弹领域，其中最具代表性的是迈克尔逊干涉仪和干涉滤光镜。
迈克尔逊干涉仪多用在检测平面是否平整，如要加工高精度的平面玻璃板，利用样板和待测件的表面接触，在之间形成空气薄膜，利用光的干涉看薄膜上是否会出现条纹弯曲的现象，通过条纹的变化就能看出待测表面是否偏离平面。
阳光下五彩缤纷的肥皂泡，雨后马路上水面的彩色条纹，都属薄膜干涉。
自然光是一种电磁波，在垂直于传播方向的平面内包含着一切可能方向的振动，且在任一方向上都具有相同的振幅，即振动方向是对称的。
当光的振动方向对于传播方向不对称性时，便成了偏振光。
偏振是光传播的一种特性，是光的波动性的又一例证，当光被反射或通过某种介质时，偏振状态可发生改变。
生活中，所有的液晶屏都有一层偏振膜。
偏振眼镜，包括太阳镜和3D 眼镜，汽车的挡风玻璃，摄影的偏振镜都有利用偏振。
光的本性
光的本性学习目的：1、理解光的干涉现象，理解产生明暗纹的条件，了解光的干涉现象的应用2、了解光的衍射现象和产生明显衍射的条件3、了解光是一种电磁波；了解无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线等都是波长不同的电磁波4、了解光谱和光谱分析的初步知识5．了解光电效应规律6．了解光子说主要内容：光的波动性1．人类对光的本性的两种认识人类对光的本性的认识经历了一个辩证发展的过程，到十七世纪，在人类已经积累了许多几何光学知识的基础上，形成了对光的本性的两种认识——微粒说和波动说（1）微粒说：牛顿认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播（2）波动说：惠更斯认为光是一种振动，以能的形式向四周传播以上两种理论对光的本性认识的矛盾，是推动人类认识光的本性的内在动力。
根据事实建立新的学说，发展学说或者决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说，这是人类认识自然的基本规律。
2．光的干涉（1）双缝干涉英国物理学家托马斯·杨采用“一分为二”的方法获得了相干光源，在用单色光做双缝干涉实验时，在光屏上距双缝的路程差为光波波长的整数倍的地方出现明条纹；光屏上距双缝的路程差为光波半波长的奇数倍的地方出现暗条纹。
两列波的路程差d=r2-r1= x，d=kλ时，x=k λ，屏上出现亮条纹，d=(2k+1) 时，x=(2k+1) ·，屏上出现暗条纹，k=0，±1，±2……相邻两条亮（暗）条纹间距：△x= λ利用此规律可以用来测定光波的波长。
理论和实验都证明，干涉条纹间距（相邻两条明条纹中心或相邻两条暗条纹中心的间距）跟波长成正比。
所以从红光到紫光的干涉条纹间距越来越小，在用白光做双缝干涉实验时，除中央亮条纹为白色外，两侧均为彩色的干涉条纹。
（2）薄膜干涉当光照射到薄膜上时，被膜的前、后表面反射的两列光形成两列相干光，相叠加，也可发生干涉现象。
若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹。
光和光的传播
第一章光和光的传播§1-1光和光学一、光的本性1、光学的发展简史从17世纪开始，牛顿的微粒：认为光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒流。
惠更斯（C.Huygens）提出的光的波动理论，认为光是在一种特殊弹性介质中传播的机械波。
但17、18世纪，主要是光的微粒理论起着主导作用。
主要问题是得出了光在水中的速度比在空气中大的错误结论。
19世纪初，托马斯·杨（Thomas Y oung）和菲涅耳（A.J.Fresnel）等人的实验和理论工作把光的波动理论大大推向前进，用波动理论解释光的干涉、衍射现象，初步测定了光的波长，并根据光的偏振现象确认光是橫波。
得出了光在水中的速度比在空气中小的正确结论，是在1862年由傅科（J.B.L.Foucault）的实验所证实。
因此，19世纪中叶，光的波动说战胜了微粒说。
惠更斯－菲涅耳旧波动理论的弱点，和微粒理论一样，在于它们都带有机械论的色彩，有着很大的局限性。
重要的突破发生在19世纪60年代，麦克斯韦（J.C.Maxwell）的著名电磁理论，这个理论预言了电磁波的存在，并指出电磁波的速度与光速相同。
因此麦克斯韦确信光是一种电磁现象，即波长较短的电磁波。
光的电磁理论以大量无可辩驳的事实赢得了普通的公认。
19世纪末、20世纪初是物理学发生伟大革命的时代。
正当人们在欢庆宏伟的经典物理学大厦落成的时候，一个个使经典物理学理论陷入窘境的惊人发现接踵而来。
当时物理学界的权威开耳文（Lord Kelvin）爵士把光以太和能均分定理的困难比喻作笼罩在物理学晴朗天空中的两朵“乌云”。
为了解决在黑体辐射实验中的“紫外灾难”问题，1900年普朗克（M.Planck）提出了量子假说。
2、光的本性光的某些方面的行为像经典的“波动”，另一些方面的行为却像经典的“粒子”。
这就是所谓“光的波粒二象性”。
一般情况下，在描述光的传播和光波的叠加时，光主要体现出它的波动性；在描述光与物质相互作用时，光主要体现出它的粒子性。
光的本性
光的本性很久以来，人们对光就进行了各种各样的研究。
光到底是什么东西呢？这个问题困扰了许多有才智之士。
古希腊哲学家们认为光是高速运动的粒子流。
凡是发光的物体，例如太阳，都能发出这样的粒子流。
当这些微小的粒子流接触到眼睛上时，就引起了人们对光的感觉。
对于光的研究在以后很长的年代里没有进展，直到伟大的科学家牛顿，才开创了一个光学研究的新世纪。
牛顿在他的工作室里，用三棱镜把白光分解为从红到紫的七种色光。
这是人类第一次看到光的奥妙。
白光并不是单一的，而是几种不同色光的复合。
进一步的研究使牛顿提出著名的光微粒说：光是由极小的高速运动微粒组成的；不同色光有不同的微粒，其中紫光微粒的质量最大，红光微粒的质量最小。
利用这种学说牛顿解释了光的折射、反射和上面描述的色散现象。
微粒说合乎人们的日常直观心理要求。
由于光是直线行进的，人们很容易相信光是粒子流。
而且由于牛顿的巨大声望，微粒说一时独领风骚。
但在牛顿的同时代人中亦有人大力批驳微粒说，荷兰人惠更斯(1629——1695)于1678年提出波动理论来解释光的本性。
他认为光的微粒理论无法解释光线可以相互交叉通过而互不影响，但这却是波的基本性质。
利用光的波动理论也很容易解释光的反射与折射现象。
那么，到底光是波还是粒子呢?到十九世纪初期，发现了光的干涉、绕射和偏振现象，这些行为只适合于光的波动理论解释。
同时，若根据微粒理论，光在水中的传播速度要大于光在空气中的传播速度，而根据波动理论计算的结果则正好相反。
在牛顿和惠更斯时期，人们还无法精确测量光速，因此无法用实验判定两理论的正误。
但到了十九世纪，科技水平和实验技巧都大大发展，因此在1862年福科测得了光在水中的传播速度，证实了其小于光在空气中的传播速度。
这时光的微粒说基本上是彻底被放弃了。
到1863年麦克斯韦发表著名的电磁理论，揭示了光波其实是电磁波的一种，这时波动理论的最后的一个难题——传播媒质问题也被解决了。
按照传统的机械波理论，光振动是在弹性媒质中的一种机械振动。
光的本性
1. 1.光的本性对光的本性的认识，有如下四种学说：(1)微粒说(以牛顿为代表)：把光看成是机械微粒。
(2)波动说(以惠更斯为代表)：认为光是一种机械波。
(3)电磁说(以麦克斯韦为代表)：认为光是一种电磁波。
(4)光子说(以爱因斯坦为代表)：认为光是光量子。
这些学说及其相关实验事实使人们对光的本性的认识逐渐深入。
现在人们认为，光是具有电磁本质的物质，它既有波动性，又有微粒性。
2. 2.光的微粒学说关于光的本性的一种早期学说。
在17世纪末期，牛顿提出了光的微粒学说，他认为光是一种具有完全弹性的球形微粒，大量地聚集组成的。
这些微粒以高速度作直线运动，并且只有在介质发生变更时才会有速度的变化，速度的变化则用介质对微粒的作用力来解释，牛顿从这种论据出发说明了光的直进现象、反射定律和折射定律。
然而微粒说无法解释一束光射到两种介质分界面处会同时发生反射和折射以及几束光交叉相遇时会毫无妨碍地互相穿过等现象。
但由于牛顿在学术界有很高的声望致使微粒说在100多年的长时间里一直占着主导地位，直到19世纪初人们观察了光的干涉、衍射等现象，并测定了光束从而说明了牛顿微粒说是不正确的。
在这里应说明牛顿的微粒和近代的“光的两重性学说”中的微粒有着本质区别。
3. 3.光的波动说关于光的本性的一种早期学说。
荷兰物理学家惠更斯创立了波动说。
他在1690年于《光论》一书中写道“光同声一样是以球形波面传播的”。
并且指出光振动所达到的每一点都可视为次波的振动中心。
次波的包络面为传播着的波的波阵面(波前)。
惠更斯的学说说明了光在相同介质或不同介质中的传播的方向问题以及与此相关的反射和折射定律。
但没有对光的波长、周期性等波动有密切联系的概念加以解释，直到19世纪初惠更斯的原理得到了补充。
1801年英国物理学家托马斯·杨巧妙而简单地解决了相干光源的问题。
成功地观察到了光的干涉现象，为波动说取得公认和迅速发展奠定了基础。
德国工程师菲涅耳以杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，由此形成了惠更斯-菲涅耳原理。
从光的干涉现象谈光的本性
从光的干涉现象谈光的本性【摘要】光的干涉现象揭示了光的波动性质和粒子性质，通过双缝干涉实验和杨氏双缝干涉实验可以观察到干涉条纹的形成。
单缝干涉实验和夫琅禾费衍射也为我们解释了光的干涉现象。
这些实验表明光具有波动特性，同时也具有粒子性质。
由此可见，光的本性是混合的，光既是波动也是粒子。
光的波动视角和光的粒子性质的探讨为我们提供了更全面的认识光的本质。
光的本性既包括波动性也包括粒子性，这两种性质共同构成了光的复杂本质。
【关键词】光的干涉现象、光的波动、粒子性质、双缝干涉实验、杨氏双缝干涉实验、单缝干涉实验、干涉条纹、夫琅禾费衍射、光的本性、波动特性、混合特性。
1. 引言1.1 光的干涉现象的基本原理光的干涉现象是光波相互作用的一种重要现象，它揭示了光是波动的本质。
干涉现象是在两个或多个波媒质的相互作用中产生的，其中涉及到波的叠加。
光的干涉现象的基本原理可以通过双缝干涉实验来解释。
在双缝干涉实验中，光从一个光源射向两个相距很近的狭缝，经过狭缝后形成的波通过干涉产生干涉条纹，这些条纹显示了波的干涉效应。
通过观察这些干涉条纹，我们可以了解光是如何以波的形式传播的，以及光的传播遵循的规律。
光在干涉现象中呈现出波动的性质，这说明光具有波动性质。
通过研究光的干涉现象，我们可以更深入地认识光的本质，并探讨光的波动特性对光的传播和传播规律的影响。
1.2 光的波动视角光的波动视角是指从波动理论的角度来解释光的干涉现象。
光的波动性质最早由英国科学家伊萨克·牛顿提出，他认为光是由许多微小的粒子组成的，这些粒子具有波动性质，并且在空间中传播。
后来，法国科学家奥古斯特·菲涅耳通过实验证实了光的波动性质，他提出了菲涅耳衍射定律，并解释了各种复杂的干涉现象。
在双缝干涉实验中，光通过两个狭缝时会产生干涉条纹，这可以用波动理论来解释。
光波从两个狭缝出发，形成波前，当波前相遇时会出现相位差，导致明暗条纹的形成。
而杨氏双缝干涉实验则更加直接地证明了光的波动性质，因为只有波动理论才能解释干涉图案的出现。
光的本性究竟是什么
光的本性究竟是什么？一直是科学家研究探索的中心，在光学的研究历史中，逐渐形成了两种相互对立的理论，即光的微粒学说和光的波动学说。
首先提出光的微粒学说的是笛卡儿，后来牛顿成为微粒学说的主要代表人物。
促使早期学者们认为光是微粒的原因可能有两个，一是在均匀介质中，光沿直线传播，符合牛顿力学中物体运动的规律，二是那时人们已认识到，光能够在真空中传播，而任何波动的传播都需要传播介质，而光也可以不需要介质，因此，光是微粒，而不是波动。
牛顿试图用经典力学的理论解释光微粒的运动规律，他用惯性定律成功地解释了光的直线传播定律，也结实了光的反射和折射定律，但按照牛顿的结实却得到了光的光密介质中传播的速度大于在光疏介质中传播的速度的错误结论。
对后来人类发现的光的干涉、衍射、偏振等现象无法做出解释。
在与光的微粒说发展的同时，光的波动学说也在逐渐形成。
根据光的干涉和衍射现象，胡克首先提出光是快振动组成的，并以非常大的速度传播。
惠更斯发展了这个观点，他从机械波的观点出发，接受了笛卡儿的“以太”思想，认为在整个宇宙间充满了一种弹性介质——以太，光就是在以太传播的波动，提出了次波理论，解释了反射、折射、衍射和双折射现象。
由于波动理论不够完善，加之牛顿在科学界的权威，光的微粒学说占据主导地位。
到1801年，杨氏用双孔装置成功地测定了光波长，马吕斯在反射光中发现了光的偏振现象，菲涅尔和阿啦果用波动理论成功地解释了偏振现象，为光的波动理论的发展奠定了有力的基础。
为解决光究竟是波动还是微粒的问题，1818年拉普拉斯和毕奥将光衍射作为问题，悬赏征集论文，期望通过研究得到光是微粒的结论，但奖金最终授予了菲涅尔，菲涅尔从光的波观点出发，用惠更斯的次波理论圆满地解释了光的衍射现象，泊松以菲涅尔的理论为基础，推出了通过小圆屏产生衍射现象时，在圆屏的后方应出现一个亮点，与当时的观测经验相矛盾，据此反击波动理论，阿啦果通过实验证实了实验现象，历史称之为泊松亮点。
工程光学(上学期)简答题
工程光学（上学期）简答题1.光的本性是什么？答：光是电磁波，在传播中表现为波动性，在与物质（原子）相互作用中表现为粒子性。
2.几何光学的三大基本定律及其内容是什么？1)光的直线传播定律：光在各向同性的均匀介质中，沿直线传播。
2)光的独立传播定律：以不同的路径传播的光同时在空间某点通过时，彼此互不影响，好像各路光好像其他光不存在似的独立传播。
而在各路光相遇处，光强是简单地相加，总是增强。
（忽略干涉现象）3)光的反射、折射定律3.什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？1)共轴光学系统：各表面曲率中心均在同一条直线上的光学系统2)物空间：由所有物点组成的空间3)像空间：由所有像点组成的空间4.简述费马原理：答：费马用光程的概念把几何光学三定律规结为一个统一原理——费马原理：两点之间光学实际的路径是光程变分为零的路径。
5.什么是高斯光学答：近轴光学，是共轴光学系统近轴区成像规律。
6.什么叫理想光学系统？答：能对任意宽空间内的点以任意宽的光束成完善像的光学系统。
7.什么是拉氏变量？简述其物理含义。
答：J=nyu=n’y’u’，表征光学系统性能重要的物理量。
即能对高的物，多大的孔径角的光线入射成像。
J值大，表明系统能对物体成像的范围大，成像孔径角大，传输光能多。
同时，孔径角与物体分辨率有关。
8.理想光学系统的基点和基面有哪些?其特性如何？1)基点：一对主点，一对焦点2)基面：一对主面，一对焦面3)特性：9.什么是孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？答：孔径光阑是限制成像光束立体角的光孔。
入瞳是孔径光阑对于其前的光学系统的共轭；出瞳是孔径光阑对于其后的光学系统共轭。
10.什么是视场光阑？它的入窗和出窗的关系是什么？答：视场光阑是限制系统成像范围的光阑。
入窗是，出窗是11.什么是光学系统的景深？答：能在像平面上获得清晰的像的空间深度成为景深。
12.简述视场光阑的确定方法。
答：已知物的位置和大小，所有光学元件对物空间成像，物体对这些像张角最小的为孔径光阑。
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江苏省2011届高三物理一轮专练
光的本性
1．在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到：
A．黑白相间的直条纹 B．黑白相间的弧形条纹
C．彩色的直条纹 D．彩色的弧形条纹
2．白光通过双缝在屏上观察到干涉条纹，除中央为白色明纹外，两侧还出现彩色条纹，它的原因是：
A．各色光的波长不同 B．各色光的速度不同
C．各色光的色散不同 D．各色光的强度不同
3．用杨氏双缝实验演示光的干涉，影响条纹位置的因素是：
A．光的强度 B．光的波长 C．屏与狭缝的距离 D．两狭缝间的距离
4．关于光的干涉，下列说法中正确的是：
A．两列不同颜色的光不可能发生干涉
B．两列强度不同的光不可能发生干涉
C．两列强度不同的光可能发生干涉
D．两列颜色相同的光不可能发生干涉
5．下面的说法正确的是：
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造成的
B．天空中彩虹是光的干涉现象造成的
C．圆屏阴影阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的
D．在阳光照射下，电线下面没有影子，是光的衍射现象造成的
6．一个不透光的薄板上有两条平行的窄缝，红光通过这两条窄缝后在屏幕上呈现明暗交替间隔均匀的红色条纹．若将其中—条窄缝挡住而让另一条窄缝通过红光，．则在屏上可以观察到：
A．形状与原来相同的明暗交替间隔均匀的条纹
B．形状与原来不同的明暗交替间隔不均匀的条纹
C．没有条纹，只有一片红光
D．既不是条纹也不是红光一片，而是呈现光源的像
7．以下现象或实验结果，说明了光的波动性的是：
A．肥皂薄膜上的彩色条纹 B．泊松亮斑
C．日、月食现象 D．小孔成像
8．关于光的干涉和衍射的论述正确的是：
A．光的干涉是遵循光波的叠加原理，衍射不遵循这一原理
B．光的干涉呈黑白相间的条纹，而衍射呈彩色条纹
C．光的干涉说明光具有波动性，光的衍射只说明光不是沿直线传播的
D．光的干涉和衍射都可看成是两列波或多列波叠加的结果
9．如图是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是：
A
B．干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成
C．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小
D．薄膜上干涉条纹基本上是竖立的
10．用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是：
A．相邻干涉条纹之间的距离相等
B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
11．关于光的波动性与粒子性：
①大量光子的行为能明显地表现出波动性，而个别光子的行为往往表现出粒子性
②频率越低、波长越长的光子波动性明显，而频率越高波长越短光子的粒子性明显
③光在传播时往往表现出波动性，而光在与物质相互作用时往往显示粒子性
④据光子说，光子的能量是与频率成正比的，这说明了光的波动性与光的粒子性是统
一的产物，在上述说法中，正确的是：
A．①② B．①②③ C．①④ D．①②⑨④
12．下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是：
A．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽
B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹
C．著名的泊松亮斑是光的衍射现象
D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性；大量光子表现出波动性，少量光子表现出粒子性
1．C 2．A 3．BCD 4．AC 5．AC 6．B 7．AB 8．D 9．Ac 10．A 11．D 12．BCD。