台達電MOOC專案 高三選修物理

1. 物理光學
光的粒子說和波動說

2. 大綱
光的現象光的本質探討
光的微粒說 VS 光的波動說
波粒二象性

3. 碩班同學-王鵬雄老師南一課本
光的現象
光直線前進 光有多種顏色
podcast.phnvs.cy.edu.tw
光 反射現象
From wiki
光 折射現象 • 光束交會
彼此不受影響
• 光速極大
• 光經過反射或折射
速率幾乎不變

4. 光是什麼
490~370 BC AD14XX AD16XX
恩佩多克斯
光是一種擾動，在
介質中傳播的現象
德模克利圖斯(原子論)
物體發出微小粒子進入
人的眼睛，而引起視覺
現象
達文西
光的行為類似波動
AD15XX
格理馬迪
發現光的繞射
創造「繞射」
這些看法都是「形而上」
沒有充分的實驗與理論來驗證
或解釋

5. 光是什麼？
AD 16XX AD 17XX
海更士(或稱惠更斯)
光是一種波動
傳播光的介質叫做以太
光是由光源向四面八方發
射的微粒組成
牛頓 https://www.nextgurukul.in/

6. 光是什麼？波動說
AD 16XX AD 17XX
海更士(或稱惠更斯)
光是一種波動
傳播光的介質叫做以太
• 光直線前進
• 光束交會，彼此不受影響
• 光有多種顏色
波前的每一點可以認為是
產生球面次波的點波源
海更士原理
水波、繩波…等 也有相同現象
兩相向波重疊後，也是各自分開
每個人的聲音並不相同

7. 光是什麼？波動說
AD 16XX AD 17XX
海更士(或稱惠更斯)
光是一種波動
傳播光的介質叫做以太
光的折射
波前的每一點可以認為是
產生球面次波的點波源
海更士原理
光的繞射 解釋 光的直進、反射、折射
、干涉、繞射等現象
光在介質速率
小於真空中的速率

8. 光是什麼？微粒說
AD 16XX AD 17XX
光是由光源向四面八方發
射的微粒組成
牛頓
光粒子速度極大
光粒子質量體積極小
不同色光的粒子不同
光粒子
完全彈性體
https://www.nextgurukul.in/
• 光直線前進
• 光束交會，彼此不受影響
• 光有多種顏色

9. 光是什麼？微粒說
牛頓
光 反射 粒子做彈性碰撞
入射角等於反射角
光粒子
光粒子速度極大
光粒子質量體積極小
不同色光的粒子不同
• 光直線前進
• 光束交會，彼此不受影響
• 光有多種顏色
光粒子
完全彈性體
AD 16XX AD 17XX

10. 光是什麼？微粒說
牛頓
光 折射 粒子入射某些材質
材質對粒子會有一
定的吸引力，產生
垂直方向的加速度
光粒子 在介質中前進方向改變
在介質中的光速增加
光粒子速度極大
光粒子質量體積極小
不同色光的粒子不同
• 光直線前進
• 光束交會，彼此不受影響
• 光有多種顏色
光粒子
完全彈性體
AD 16XX AD 17XX

11. 微粒說 波動說的爭論
VS微粒說 波動說
光的干涉繞射現象，難以發現
礙於實驗技術，難以測出光速
牛頓 學術界的權威
光在介質中的速率
大於真空中的速率
光在介質中的速率
小於真空中的速率

12. 波動說再興
光是什麼？波動說的驗證
AD 18XX
楊格
成功做出 光的干涉
以光的波動概念解釋牛頓環
菲涅耳
光的繞射
並提出理論
動搖了微粒說的地位
AD 19XX

13. 光是什麼？波動說的驗證
傅科斐索
先後測定光速大小
光在水中速率小於真空中的速率
對微粒說是致命一擊
AD 19XXAD 18XX

14. 光是什麼？波動說的驗證
整合電學/磁學/光學
光是電磁波的一種，不需介質
赫茲
用實驗證實
電磁波的存在
AD 19XX
光的顏色與頻率(波長)有關
可見光-紅光 波長780 nm
可見光-紫光 波長380 nm
驗證電磁波具備反射、折射、
聚焦、偏振、等光的特性
AD 18XX
馬克士威

15. 光是什麼？波動說的驗證
證實 以太不存在
證實光傳播時候，可不需介質
邁克生-莫立實驗
AD 19XX
邁克生 莫立
幾乎確立 光的波動理論
VS微粒說 波動說
AD 18XX

16. 光子論
光是什麼？波粒二象性的起源
AD 18XX
電磁波有許多「光子」組成
光同時具備「波動」與「粒子」雙重屬性
光具備粒子屬性，才能解釋
AD 19XX
愛因斯坦
光電效應
特定頻率的光照射，才會產生光電流

17. Thanks for your attention