【光的干涉与量子效应】杨氏双缝实验展示了光的空间干涉条纹

激光谐振腔对允许振荡的光学模式进行选择。受激辐射产生的光与入射光具有相关性质。自发辐射不需要外来光子触发对应跃迁。光电效应体现光与物质交换能量的量子特征。光电子最大动能取决于入射光频率等条件。增加低于阈频的光强不能触发常规光电发射。光子能量与频率成正比而与波长成反比。光强可以通过光子通量等因素发生改变。

衍射光栅能够按波长分离不同频率的光。光栅分辨本领受有效刻线总数等因素影响。全息术记录光场的振幅与相位相关信息。全息图重建过程利用衍射恢复空间波前。激光通过受激辐射等机制产生特定光输出。激光通常具有较好的方向性和相干性。激光不一定只有单一频率或无限窄谱线。粒子数反转是许多激光器实现增益的条件。

牛顿环由曲面与平面之间的薄层干涉形成。干涉仪能够把微小光程变化转化为条纹移动。迈克耳孙干涉仪通过分束后重新合束比较光程。光的衍射使有限孔径产生扩展的光斑。圆孔衍射图样中央常出现明亮的艾里斑。分辨率极限与波长和光学孔径有关。瑞利判据提供区分相邻点像的常用标准。光栅由许多规则排列的狭缝或刻线组成。

康普顿散射揭示光子与电子交换动量的过程。光同时具有波动描述与量子化交换特征。波粒二象性不能理解为光在两种小球间切换。瑞利散射在短波范围内通常更加强烈。晴朗天空呈蓝色与大气分子的散射有关。日落偏红与光穿过较长大气路径有关。云层发白涉及较大颗粒对多种波长的散射。虹由水滴中的折射反射和色散共同形成。