2025-11-09 21:38:46
光走直路,遇到障碍物会绕过去形成影子。比如晚上看路灯,影子边缘清晰,说明光沿直线传播。光碰到平滑表面会原路返回,这就是反射,像照镜子那样。光穿过不同介质会改变方向,比如水里的筷子看起来弯折,这就是折射。光有波的特性,能发生干涉和衍射,比如肥皂泡颜色变化。光由光子组成,能表现出粒子性,比如光电效应。光速最快,地球到月球激光反射实验证明,光跑完38万公里仅需0.27秒。
为什么光有这些特点呢?首先光沿直线传播是因为电磁波本质是横波,传播时方向不变。地球到月球的激光实验数据:从地面发射到阿波罗15号反射器再返回,总时间0.54秒,计算得光速299,792公里/秒,误差小于0.0003%。反射遵循入射角等于反射角,实验室用激光测得角度误差小于0.1度。折射现象由介质密度差异引起,水的折射率1.33,导致筷子入水段看起来向下偏移约20度。波动性实验:双缝干涉实验中,当缝宽0.2毫米时,条纹间距可达1厘米。光子能量计算公式E=hc/λ,当波长550纳米时,单个光子能量约3.6电子伏特。光速不可超越是因为相对论证明,任何有质量的物体加速到光速需要无限能量。这些特性互相矛盾又统一,比如光既是波又是粒子,这种波粒二象性在量子力学中用概率波函数描述。
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