搜狗做题网亮度是标量还是矢量?如果亮度是标量,那么光的衍射会形成暗条纹如何解释?如果是矢量,那么负1流明啥意思
来源：学生作业帮 编辑：搜狗做题网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/06/23 11:55:20
亮度是标量还是矢量?如果亮度是标量,那么光的衍射会形成暗条纹如何解释?如果是矢量,那么负1流明啥意思
教材中解释光的衍射是不同相位的相干光,在不同的区域形成固定的相位差,从而出现明纹和暗纹.这样的说法成立的话,那么两列满足条件的两列同频率激光,只要方向相同,相距位置满足暗纹条件就可以相消了,谁能实现这个实验?
教材中解释光的衍射是不同相位的相干光,在不同的区域形成固定的相位差,从而出现明纹和暗纹.这样的说法成立的话,那么两列满足条件的两列同频率激光,只要方向相同,相距位置满足暗纹条件就可以相消了,谁能实现这个实验?
亮度是标量!
光具有波粒二相性,它是由很多种不同频率的电磁波组成的.可见光只是光中很窄的一个频率段.作为电磁波,它有频率和相位.一束光通过两个或者多个隙缝衍射后,会形成几束频率相同而相位不同的波.因为相位是矢量,所以电磁波干涉后振幅会叠加,有增强也有减弱.所以会产生明暗相交的条纹.
再问： 频率相同而相位不同，就会造成光强的不同吗？哪个公式或者实验能验证这一点？
再答： 假如同一个光源通过两个相同大小的孔衍射后，在相同的距离，相同的面积上面接收到得光强是相同的。发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。 它是一个整体效果，和相位无关。
再问： 既然亮度是一个整体效果，和相位无关，为什么两列相干波叠加后会出现暗纹？
再答： 就如果水波一样，水的总量没变，可是两个波浪相叠加后，有的地方高，有的地方低，这就是干涉！
再问： 水波和光波的本质不同在于，水波可以靠水这种介质传播，光波靠什么？水的振动可以反相，振动叠加后可以为0，光波的反相意味着什么呢，光强为负么？
再答： 光具有波粒二相性，它也是一种特定频率的电磁波。所以它不需要介质。 理论上如果刚好有两束相位相反的相干光叠加，那它们叠加后的振幅可以为零。可是光的频率很高，两束相干光干涉后绝对达到相位相反似乎不可能。 水反相振动叠加后振幅可以为零而不可能为负，光强也不可能为负！
再问： 光的振幅大小宏观上表现为什么？ 相干光干涉后会产生相位差，从公式上看相位差应该有连续值，可为什么干涉图样上明暗纹分立明显而没有中间过渡？
再答： 光的振幅大小宏观上表现是亮度。 干涉后相位会叠加，从0到+-180度变化。相位叠加后为0是暗条纹，相位叠加后亮条纹。相位差是连续的，所以干涉图样上明暗条纹是连续过渡的，即最亮——过渡——最暗——过渡——最亮。具体你可以参考单色光的干涉公式！
再问： 从干涉公式上看当然是连续的，但是干涉图样上看不到连续的亮度分布，而是明纹和暗纹的交替，所以我才有疑问。是不是可以这样说：之所以你说的最亮——过渡——最暗——过渡——最亮条纹我们在实验中看不到，是因为我们肉眼对亮度的敏感度不够？可是明纹与暗纹之间的对比也太明显了吧。
再答： 是因为我们视觉的问题，最亮和最暗之间是有过渡的，而不是突然的变化。如果不是连续的话，那干涉条纹应该会是绝对的黑白交替而不是亮暗交替了。我们看到的实际上已经是过渡了。
光具有波粒二相性,它是由很多种不同频率的电磁波组成的.可见光只是光中很窄的一个频率段.作为电磁波,它有频率和相位.一束光通过两个或者多个隙缝衍射后,会形成几束频率相同而相位不同的波.因为相位是矢量,所以电磁波干涉后振幅会叠加,有增强也有减弱.所以会产生明暗相交的条纹.
再问： 频率相同而相位不同，就会造成光强的不同吗？哪个公式或者实验能验证这一点？
再答： 假如同一个光源通过两个相同大小的孔衍射后，在相同的距离，相同的面积上面接收到得光强是相同的。发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。 它是一个整体效果，和相位无关。
再问： 既然亮度是一个整体效果，和相位无关，为什么两列相干波叠加后会出现暗纹？
再答： 就如果水波一样，水的总量没变，可是两个波浪相叠加后，有的地方高，有的地方低，这就是干涉！
再问： 水波和光波的本质不同在于，水波可以靠水这种介质传播，光波靠什么？水的振动可以反相，振动叠加后可以为0，光波的反相意味着什么呢，光强为负么？
再答： 光具有波粒二相性，它也是一种特定频率的电磁波。所以它不需要介质。 理论上如果刚好有两束相位相反的相干光叠加，那它们叠加后的振幅可以为零。可是光的频率很高，两束相干光干涉后绝对达到相位相反似乎不可能。 水反相振动叠加后振幅可以为零而不可能为负，光强也不可能为负！
再问： 光的振幅大小宏观上表现为什么？ 相干光干涉后会产生相位差，从公式上看相位差应该有连续值，可为什么干涉图样上明暗纹分立明显而没有中间过渡？
再答： 光的振幅大小宏观上表现是亮度。 干涉后相位会叠加，从0到+-180度变化。相位叠加后为0是暗条纹，相位叠加后亮条纹。相位差是连续的，所以干涉图样上明暗条纹是连续过渡的，即最亮——过渡——最暗——过渡——最亮。具体你可以参考单色光的干涉公式！
再问： 从干涉公式上看当然是连续的，但是干涉图样上看不到连续的亮度分布，而是明纹和暗纹的交替，所以我才有疑问。是不是可以这样说：之所以你说的最亮——过渡——最暗——过渡——最亮条纹我们在实验中看不到，是因为我们肉眼对亮度的敏感度不够？可是明纹与暗纹之间的对比也太明显了吧。
再答： 是因为我们视觉的问题，最亮和最暗之间是有过渡的，而不是突然的变化。如果不是连续的话，那干涉条纹应该会是绝对的黑白交替而不是亮暗交替了。我们看到的实际上已经是过渡了。