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光的波动性是指光具有波动的特性,表现为光的传播速度、频率和波长

未知 | 2025-07-14 13:52

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  光的波动性是指光具有波动的特性,表现为光的传播速度、频率和波长等。以下不能证明光的波动性的实验是:

  A.双缝干涉

  B.双面镜干涉

  C.衍射试验

  D.光电效应

  【答案】D

  【解析】第一步,本题考查物理知识并选错误项。

  第二步,A项:双缝干涉实验中,光从光源出发,经过双缝后形成两列相干光。这两列相干光在光屏上叠加,由于波的叠加特性,在某些位置波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加,光强增强形成亮条纹;在另一些位置波峰与波谷叠加,光强减弱形成暗条纹,从而出现明暗相间的条纹。这种干涉现象是典型的波动特征,只有具有波动性的物质才能产生干涉现象,所以双缝干涉有力地证明了光的波动性。A项正确,排除。

  B项:双面镜干涉实验里,一束光照射到相互平行的双面镜上,经过两面镜子反射后形成多束相干光。这些相干光在空间中传播并相遇,如同双缝干涉原理一样,由于光波的叠加特性,在满足一定条件的位置形成干涉条纹。这清晰地展示了光具有波动性,因为只有波动的光才会在叠加时出现这种干涉条纹现象。B项正确,排除。

  C项:衍射试验中,当光遇到狭缝、小孔或障碍物时,光不再沿直线传播,而是会绕过障碍物的边缘继续传播,在障碍物后面的区域形成复杂的光强分布图案。这种偏离直线传播的现象是波动性的重要体现,是由于光波的波阵面在遇到障碍物时发生了变化,各部分的光波相互作用导致的,充分证明了光的波动性。C项正确,排除。

  D项:光电效应是指当光照射到金属表面时,金属中的电子吸收光子的能量,克服金属表面的束缚而逸出金属表面的现象。这个过程中,光表现出的是粒子性,光子像一个个具有能量的粒子与电子发生相互作用,将能量传递给电子使其逸出。其规律无法用波动性来解释,而是符合粒子的行为特征,所以光电效应不能证明光的波动性,而是证明了光的粒子性。D项错误,当选。

  本题是选非题,因此,选择D选项

  【拓展】光的波动性和粒子性是光的两种重要属性,构成了光的波粒二象性这一现代物理学的基础概念。波动性主要通过干涉、衍射等现象体现,这些现象展示了光作为波的叠加、传播特性;而粒子性则通过光电效应等现象展现,体现了光的能量量子化、粒子行为特征。在不同的实验和物理情境中,光会表现出不同的属性,这是理解光的本质的关键。

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