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波周期

只有水平初速度(动能)大于某一最小速度才能够跨过去

字号+ 作者:admin 来源:未知 2018-11-28 18:07 我要评论( )

父:“然然,你可问了一个很好的问题!你看,在数学上,频次和波长的乘积除以折射率满足除法的分派律,也就是说,在数学上,频次或波长的改变都可以或许惹起光速不异的变化。在物理上,波长除以折射率就意味着波长变短,而在频次上就意味着频次变小,瞧,你

  父:“然然,你可问了一个很好的问题!你看,在数学上,频次和波长的乘积除以折射率满足除法的分派律,也就是说,在数学上,频次或波长的改变都可以或许惹起光速不异的变化。在物理上,波长除以折射率就意味着波长变短,而在频次上就意味着频次变小,瞧,你提的问题正好揭示了数学上的准确性不等于物理上的准确性, 这也就是数学和物理的区别地点。”

  孩子在高一的物理课上学到了光在介质中传布的学问,晓得了光在介质中传布的速度会低于真空中的光速,而且光在介质中的传布速度能够表告竣真空中的光速除以折射率。有一天,她突然联想到真空中的光速等于光的频次乘以波长,如许一来,介质中的光速就等于真空中的频次乘以波长,再除以折射率,于是乎,就展开了如下的对话:

  父:“要回覆这个问题,就要借助一点量子力学的学问。按照量子力学理论,光子照顾的能量等于普朗克常数乘以光子的频次,也就是说,光子的能量是由其频次所确定的。人眼中的感光分子只对必然能量范畴的光子发生感光反映,就像跨过一条壕沟一样,只要程度初速度(动能)大于某一最小速度才可以或许跨过去。因而人眼只对光的频次发生响应,如赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫光,人眼响应的是它们所对应的频次”。

  尝试中间接用氦氖激光映照狭缝,在远场处的白墙上拍摄干与条纹,见图1。尝试成果表白,以空气为介质测得的干与条纹间距要大于以水为介质的测定值, 证了然介质令光的波长发生了改变。接下来是定量比力变化量的相对大小。通过比力干与条纹的间距的大小,就可以或许给出水的折射率。可是尝试成果并没有给出空气中波长与水中的波长的比值等于预期的折射率1.33,而是1.21。对于如许的成果,孩子有些失望,于是便有了以下的对话:女:“爸爸, 折射率会不会分隔去除频次和波长? 例如说, λ/√n和ω/√n ” ( 父亲计较了一下,1.33 = 1.153 ≈ 1.2 ,哑口无言……!)

  父:“然然,你想想我们的尝试可以或许给出切确值1.33 吗?你看,我们在空气中丈量干与条纹时,光线曾经穿过了前后两个玻璃窗片(通明玻璃的折射率约为1.5),如许测到的条纹间距必定要比期望值要小,当然玻璃窗片对光在水中传布的干与条纹间距也会有影响,因而我们偏小的成果该当是合理的。若是设想更抱负的尝试,使得丈量成果十分接近或等于1.33,你还会认为折射率分隔去除波长和频次吗?”

  过些天,学校正好要求同窗们开展研究型进修,于是父亲就建议孩子以上述问题作为研究型进修的研究内容。孩子们在开题演讲中提出领会决问题的方案,以下即是开题演讲的部门内容:尝试通过杨氏双缝干与尝试测定一段玻璃管平分别以空气为介质和以水为介质时,干与条纹的间距e,再按照e = Dλ/d (D 为狭缝到干与条纹检测屏之间的距离,d 为狭缝间距),确定光的波长λ在水中有没有发生变化,变化几多。尝试预备工作并不难, 制造长度为1.2m 的玻璃管,两头用胶封上厚度为1mm的玻璃片做窗口,玻璃管侧面毗连液体导入和导出口。在玻璃管的此中一玻璃端面贴上双狭缝,缝宽约200μm,间距1mm。只是手工制造双狭缝费了不少功夫。波长与波速的关系孩子在黑纸上刻制双狭缝过程中明显曾经对托马斯·杨发生了高尚的敬意,嘴上不住地说:“他是怎样想到的,怎样把狭缝刻出来的呀”。

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  图1 封锁玻璃管平分别以空气(左)和水(右)为介质的杨氏双缝干与条纹,光源为氦氖激光

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