【硬核科普】高中所学的折射现象真的有那么简单吗?为什么光会折射?折射的本质到底是什么?13分钟以量子电动力学的角度带你重新认识折射的机制。(2/3)

Description
本期视频以量子电动力学的角度为大家深度解析折射的本质。

*感谢Theoretical Minimum授权视频中的动画。

Comments

霍修金萨满 2024-02-16

人的学习有两遍,一遍是自己学习到知识,一遍是能通俗易懂的说出来给别人听。up的“小学科学”已经达到能说出来的境界了

♥ 406 ↩ 5

阿大声道啾 2024-02-16

其实还是没有解释“为什么”,只是用不用的数学模型去认识这个结论罢了。

♥ 227 ↩ 26

蓝雪羽翼 2024-02-17

首先,理论大概率是对的,费曼也讲过光的路径积分。 但是,我们一般称这种多理论解释单一现象的情况,叫做“对单一现象的多种解释”,而不是“我对了你错了”。 物理从一开始就是“解释现象”获得理论,利用理论预测现象,能成就是合适的理论。 你这不也没说清楚“为什么”吗?就问一句,凭什么光传播满足波函数?这跟你问费曼解释“凭什么光走时间最短”是一样的。 另外,你对惠更斯解释的反驳是错误的,所有新波前的包络线并不是多方向的。

♥ 179 ↩ 17

福路华菜 2024-02-16

3b1b也弄了一个解释光的折射的,用的是电磁波让原子受迫振动发出的新电磁波与原波干涉啊

♥ 172 ↩ 15

C露诺 2024-02-16

其实我觉得这些解释都有一个缺陷,就是“预设”光会从S点出发然后到达P点,仿佛光是有意识朝着P点进发一样。真正的理论应该解释光为什么从S点出发,射向水面以后会转向P点,而不是在“预设”光会射向P点以后再去揣摩光走哪个路径。所以“用时最短”假设说明不了任何问题。

♥ 167 ↩ 84

夜羽琉璃樱桃公主 2024-02-17

我不是很同意您的观点,首先在折射现象上,这几种解释方法并没有物理上的区别,只是思考方式的区别,因此可以认为他们对折射是等价的。第二个,惠更斯原理不会预测多个方向,而是给出子波包络线作为新的波前,折射问题里这个新波前是一个平面,也就是确定方向的平面波。第三个原子吸收和发出光子的模型是非常复杂的,也不一定会有什么弯曲路径的问题,具体应该掏出电动力学算一下。

♥ 70 ↩ 8

CAT_304 2024-02-16

这件事其实没必要用量子力学来解释吧。波动光学里就有光作为波的处理方法,惠更斯的方法其实就可以看作简化版本的路径积分,通过波面上所有点发出光的衍射求和计算光的传播

♥ 59 ↩ 10

中二型路西法 2024-02-16

和量子力学没有半毛钱关系。你说的一切都可以用麦克斯韦方程组描述。在波长远远小于障碍物或者腔体的尺度时候,光的传播就是能用几何光学那一套解释。因为你去解对应的麦克斯韦方程组,并且取光的波长远远小于障碍物的这个极限的时候,你就是能推导出所有的几何光学定理。

♥ 57 ↩ 45

贾勒比海带 2024-02-17

看了几遍,感觉还是在描述过程,不是在解释为什么,假设终点P在无穷远处,那按照这个解释的逻辑,就会出现,光已经出现了折射,但是光线还没有到达终点,既然没有到达终点,各种可能的矢量就还没有“叠加”,又怎么找出的最快路径?这个解释还是对现象的描述,还没有深入到本质。

♥ 49 ↩ 9

1Keen 2024-02-18

在物理学中问为什么是问不到底的,你最好把各种理论都看成是描述性质而非解释性质,只不过一些理论的包容性强于另一些理论,我们会认为包容性更强的理论更为基本,比如GR在宏观弱场近似下回到牛顿引力。 牛顿力学告诉你万有引力大小由万有引力定律给出,但是并没有说明为什么会有万有引力定律,广义相对论给出了为什么会有万有引力现象的出现,因为物质的能动张量造成了时空的弯曲即改变了闵氏时空的平直度规张量,而一个在引力场中的自由粒子走弯曲时空中的测地线,测地线方程又受克氏符影响,克氏符由改变了的度规张量决定。但是这又产生了新的关于为什么的问题,即爱因斯坦场方程给出了物质如何造成时空弯曲,但是并没有回答为什么物质能使时空弯曲,而且貌似我们并不急着回答这个问题了。其二或许还有一个有完善答案的问题,就是为什么引力场中的自由粒子走测地线,这句话就像是牛顿第一定律的推广,不受力的物体保持惯性运动,那为什么牛一正确,牛一的正确性可以由思想实验(小球在近光滑平面中下坡又上坡到同一高度,再让上坡的坡度由陡变平)中的极限法得到,所以就像是侧面证明了广相中自由粒子走测地线的结论。 最小作用量原理不能看成是比牛顿力学更基本的物理规律,而是等价的物理规律,变分法使作用量取极值给出动力学方程并不能阻止我们继续问为什么?比如为什么自然界偏好作用量取极值呢?

♥ 27

Platax_pinnatus 2024-02-16

那我用一面极小的镜子挡住光线穿透水面那一点呢?这个路径积分怎么做[喜极而泣]

♥ 26 ↩ 11

调皮蓝莓 2024-02-16

如果我在水面折射点左半边放一面镜子,导致左右的路径无法抵消,那么折射点是否会改变???

♥ 24 ↩ 3

粉粉的黑-广工总冠军 2024-02-16

谢谢up主,之前搜索过类似视频,但没你讲得通俗易懂[脱单doge][脱单doge]

♥ 22

猪七七2018 2024-02-18

视频里的意思就是,光是平均的而且穷举式的走过了所有的路径,只有未被抵消的路径被特别显眼的体现了出来

♥ 15 ↩ 4

bili_98137445635 2024-02-17

光学过斯涅尔定律,并严格遵守操作规程,所以出现折射现象[微笑]

♥ 15 ↩ 2

与真理对话 2024-02-16

在10:14处有一个逻辑漏洞[doge],up说镜子两边的路径因为对称,概率互相抵消了,这个的前提是镜子处在正中间。那如果说我把镜子往左边平移,难道反射点会因此改变吗?应该是不会的。

♥ 14 ↩ 3

忑狼噗yyds 2024-02-16

先承认,up讲的很清楚,动画也很好。但是问题是如果不是系统地学习量子物理,听这些东西真的是增长知识,还是就感觉套了个空壳模型?而且这些理论都是几百页论文论证的,这么浅显的讲出来就跟名著的梗概一样,像唐僧师徒经过9981难到达西天。觉得普通人真的要是喜欢物理,就去系统的学习,看完这种视频只是有一个模糊的概念,对考试没有任何用,只能对着路人吹吹牛。up辛苦了,视频无可挑剔,此观点只是基于本人一个高中生的观点

♥ 13 ↩ 3

减肥失败的zxf 2024-02-16

不需要上量子力学,你直接弄一部有动力的四轮车。在光滑地面和沙地开,你就会发现在分界的地方四轮车会自己转弯,类似“折射”。 光是有宽度的(惠更斯原理),刚接触水的部分跑的慢,后接触水的部分在空气中多跑了一段,所以转弯了。

♥ 11 ↩ 11

远芒Cu 2024-02-16

up混淆了一个概念!“概率”并不是意味着光沿每一条路径都走一遍! 而且宏观物理规则是不能用微观规则强行解释的! 你向前方打灯光不可能出现身前不亮身后亮的! up去看看别人的科普吧

♥ 10 ↩ 13