2010年12月23日

22林陳慶 生活中的光學

有關光的講座,剛好與學校課程類似,所以格外期待,好奇與學校所教的有何不同,是較廣呢?還是較深呢?
    教授首先介紹了光學的種類,分為:幾何光學、波動光學、量子光學。之後,介紹了光的現象,有直進、反射、折射、漫射、繞射、干涉。目前最早紀錄反射現象的書為墨子,由墨翟所著。折射定律由荷蘭人Snell提出,即光線由一介直進到另一介質中時,會產生偏折,則入射光與折射光滿足公式-n1 sinθ1=n2 sinθ2。繞射,當光行進過障礙物或狹縫時,其行進方向會轉彎,而這就可延伸到干涉實驗,Thomas Young利用了雙狹縫實驗(如圖一),證明了光有波動性。
也有一個單狹縫實驗,將狹縫改為一道,也可觀察到干涉現象。
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                               (圖一)


同時教授也提到了光有波動與粒子雙重性質,有些現象可用波動說解釋,有些必須用粒子說解釋,如下表所列:


    現象
學說
直進 反射 折射 繞射 干涉 光電效應
例子說
(牛頓)
Yes Yes No No No Yes
波動說
(楊格、馬克士威)
Yes Yes Yes Yes Yes No


    接著,教授講到全反射,其應用有光纖,由高錕提出,一開始用玻璃傳送光線,雖然是全反射,但能量損耗仍非常嚴重,於是高錕開始研究光與玻璃的關係,他認為光在玻璃中能量會散失有三個原因:玻璃分子的吸收與散射、玻璃分子結構不規則的影響、玻璃中雜質的吸收與散射,因前兩者較難改進,所以高錕試著將玻璃中的雜質去除,也就是提高玻璃的透明度,然而,他找了幾家玻璃大廠,皆對其研究沒興趣,所以高錕只好自己製造玻璃,終於,他製造出一種低雜質的石英玻璃,並且驗證了他的假設,在1966年發表了論文《光頻率介質纖維表面波導》,也就是這篇論文使他在2009年得到了諾貝爾物理獎。還記得理化課時,做過一個實驗,有ABC三盆水,溫度為ABC,各放一隻手在AC盆,一分鐘後,雙手放入B盆,兩手會有不同的感受,由此實驗可知,觸覺只能比較溫度,無法準確量出溫度。視覺也是如此,有時因為周遭環境的不同,物體的大小、顏色會判斷錯誤。最後,只可惜有事先走,不能完整聽完整場講座,重點是我想聽的都在後半場呀!!!!!!!


                                                     82203 林陳慶

引用資料:1雙狹縫圖片

            http://aeea.nmns.edu.tw/aeea/courses/2006_courses/lec07.html


1 則留言:

提到...

奇怪!為甚麼雙狹縫圖片變得那麼大?