University of Electronic Science and Technology of China 1.光的基本属性 1956 了 第三次微波战争：(1905-) ·结果：双方言和，共存共荣，光的波粒二象性初步确 立。 ·关键战役： 1)1887年，迈克尔孙与莫雷的“以太”漂移实验，基 本否定了以太的存在。 2)普朗克的量子化假设与爱因斯坦的光量子假说对光 电效应的完美解释； 3)密立根的油滴实验证明了电荷的量子性； 4)康普顿的散射实验证明了X射线的微粒性。 5)乔治.汤姆孙证明电子束具有波的性质。 6
6 University of Electronic Science and Technology of China ➢第三次微波战争:(1905-) •结果：双方言和，共存共荣，光的波粒二象性初步确 立。 •关键战役： 1) 1887年，迈克尔孙与莫雷的“以太”漂移实验，基 本否定了以太的存在。 2)普朗克的量子化假设与爱因斯坦的光量子假说对光 电效应的完美解释； 3)密立根的油滴实验证明了电荷的量子性； 4)康普顿的散射实验证明了X射线的微粒性。 5)乔治.汤姆孙证明电子束具有波的性质。 1. 光的基本属性
University of Electronic Science and Technology of China 8 1.光的基本属性 1956 >光的波粒二象性 历次的微波战争最终深化了人们对光的本性的 认识，人们终于认识到光既是粒子也是波，或 者说光具有波粒二象性。 ▣光的产生与接收：粒子性 ▣光的传播：波动性 7
7 University of Electronic Science and Technology of China ➢光的波粒二象性 历次的微波战争最终深化了人们对光的本性的 认识，人们终于认识到光既是粒子也是波，或 者说光具有波粒二象性。 光的产生与接收：粒子性 光的传播：波动性 1. 光的基本属性
University of Electronic Science and Technology of China 1.光的基本属性 1956 >光子 光的量子理论认为光是一种以光速c运动的光子流。它具 有波粒二象性，其波动属性（频率、波失、偏振)与其粒 子属性（能量、动量、质量)密切联系，并可归纳如下： 1)光子的能量E与光波频率v对应：E=hy 2) 光子的具有运动质量m且：m=hWc2 hk 3) 光子的动量与单色平面光波的波夫对应：D=派= 2元 A) 光子具有两种可能的独立偏振态，对应光波场的两个 独立偏振方向。 5) 光子具有自旋，自旋量子数为整数。大量光子的集合 服从波色-爱因斯坦统计分布规律，即处于同一状态的 光子数目没有限制，这是光子与其它服从费米统计分 布规律的粒子（电子、质子、中子)的重要区别。 8
8 University of Electronic Science and Technology of China ➢光子 光的量子理论认为光是一种以光速c运动的光子流。它具 有波粒二象性，其波动属性（频率、波矢、偏振）与其粒 子属性（能量、动量、质量）密切联系，并可归纳如下： 1) 光子的能量E与光波频率对应：E=h 2) 光子的具有运动质量m且：m= h/c2 3) 光子的动量与单色平面光波的波矢对应： 2 hk p k = = 1. 光的基本属性 4) 光子具有两种可能的独立偏振态，对应光波场的两个 独立偏振方向。 5) 光子具有自旋，自旋量子数为整数。大量光子的集合 服从波色-爱因斯坦统计分布规律，即处于同一状态的 光子数目没有限制，这是光子与其它服从费米统计分 布规律的粒子（电子、质子、中子）的重要区别
University of Electronic Science and Technology of China 1.光的基本属性 1956 >两个结论： )具有相同能量和动量的光子彼此间不可区分， 因而处于同一状态（模式)。 2)处于同一状态（模式)的光波是相干的，处 于不同状态（模式)的光波是不相千的。 9
9 University of Electronic Science and Technology of China ➢ 两个结论： 1) 具有相同能量和动量的光子彼此间不可区分， 因而处于同一状态（模式）。 2) 处于同一状态（模式）的光波是相干的，处 于不同状态（模式）的光波是不相干的。 1. 光的基本属性
University of Electronic Science and Technology of China 1.光的基本属性 1956 口大量的实验证明，各种光检测元件，如感光胶 片、光电二极管、光电倍增管等，它们对光的 反应主要是由光波中的电场分量所引起的，光 化学作用，光合作用以及眼睛的视觉也同样主 要是由光波中的电场分量所致。另外根据麦克 斯韦方程，一旦知道了电场分量就可以结合介 质的属性计算出磁场分量，因此以下涉及的都 是光波的电场分量。 10
10 University of Electronic Science and Technology of China 大量的实验证明，各种光检测元件，如感光胶 片、光电二极管、光电倍增管等，它们对光的 反应主要是由光波中的电场分量所引起的，光 化学作用，光合作用以及眼睛的视觉也同样主 要是由光波中的电场分量所致。另外根据麦克 斯韦方程，一旦知道了电场分量就可以结合介 质的属性计算出磁场分量，因此以下涉及的都 是光波的电场分量。 1. 光的基本属性