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要了解光,需要多維度去理解,請關(guān)注:容濟(jì)點火器 一、光就是光子,產(chǎn)生光子就是產(chǎn)生光。 有很多種不同的方式可以產(chǎn)生光子,但所有這些方式都是利用原子內(nèi)的相同機(jī)制來達(dá)到目的,既原子核或核外電子受激發(fā)放出光子 光電子理論: 原子都是由原子核和核外電子構(gòu)成,電子在自己的固定軌道上繞核旋轉(zhuǎn)。根據(jù)能量最低原理,電子總是首先填充能量較低的軌道,處于穩(wěn)定的基態(tài);當(dāng)獲得一個額外能量,使它能夠爭脫核的束縛時,便可向高能量軌道躍遷,處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)。此時該電子可通過向外輻射光子的形式降低自身能量回到基態(tài),而光子的能量正好等于兩個軌道能量之差。 二、光是能量 能量大小由光子的頻率決定,很多能量轉(zhuǎn)移過程中都有光子的產(chǎn)生,當(dāng)光子的數(shù)目達(dá)到一定程度且頻率在人能感受的范圍中時,就成了生活中肉眼所見到的光,貝達(dá)衰變時放出的光子數(shù)目太少,我們不能看見,紫外光,紅外線頻率在人眼感覺范圍之外,我們也不能見到. 我們看到的太陽光是太陽最薄的光球?qū)影l(fā)出的,那里的物質(zhì)是等離子態(tài),即原子被電離為原子核和電子,由于電子在原子核中是按量子能級分布,當(dāng)一個原來被電離的自由電子進(jìn)入原子的能級中時,電子能量降低,有能來能量守恒,這個過程產(chǎn)生一個特定頻率的光子,由于電子能量的連續(xù)性分布和量子軌道的不唯一性,太陽發(fā)出各個頻率段的光子,也就有了人眼中的各種色彩. 光子是能量的攜帶者,而光在微觀上就表現(xiàn)為光子,所以光與能量的釋放與轉(zhuǎn)換分不開的。 三、光是一種人類眼睛可以見的電磁波(可見光譜)。 在科學(xué)上的定義,光有時候是指所有的電磁波譜。光是由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動性,或稱為波粒二象性[1]。光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。 極光光的速度:光在真空中的速度為每秒30萬公里(精確點就是c=299792458m/s),光從太陽到地球只需八分鐘。 四、光的本質(zhì)就是可見光頻率的光子流 光在真空中以光速c傳播。當(dāng)光的粒子數(shù)密度極高,且探測儀器分辨本領(lǐng)遠(yuǎn)低于一個光子的能量時,則可以認(rèn)為是經(jīng)典電磁波。 光子是一種基本粒子,是傳遞電磁相互作用的玻色子。 發(fā)光的種類有很多。比如說:原子、分子由高能級躍遷至低能級往往會向外發(fā)射光子;熱輻射本質(zhì)也是電磁輻射,一切不是絕對零度的物質(zhì)都會向外熱輻射;螢火蟲通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)射光子。值得注意的是,根據(jù)量子力學(xué),當(dāng)電子處于原子的某一能級時,是能量本征態(tài)。在沒有外界作用時,電子將永遠(yuǎn)處于這個能量本征態(tài)。此時,原子并不會自發(fā)地從高能級躍遷至低能級。 事實上,真空場的擾動,才是自發(fā)輻射的根本原因。根據(jù)量子場論,真空中并不是空無一物(零點能),里面有各種光子產(chǎn)生和湮滅,雖然總的場為零,但是它們的擾動不為零。正是由于真空中量子漲落的擾動,造成了原子中電子能級的變化,從而輻射出光子。(用量子場論的術(shù)語說,就是真空中的漲落產(chǎn)生了虛光子。) 可見,引起自發(fā)輻射的根源并不是簡單的「不穩(wěn)定」就可以解釋的。
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1、光就是電磁波,由交替變化的電場與磁場組成,速度約30萬km/秒。光具備波粒二象性,它即是粒子又是波,同時具備這兩個特性。根據(jù)測試條件不同,它可以分別表現(xiàn)得像波或者像粒子。 光的頻率不同,從最低的低頻無線電波到能量極高的γ射線都有,對應(yīng)的光子的能量也是完全不同的,頻率越高則光子能量也越高。在其中頻率合適的一小段電磁波區(qū)域,是人類可以感知的可見光。 2、光子是宇宙中數(shù)量最多的基本粒子,有數(shù)十種產(chǎn)生光子的機(jī)制(或稱物理過程),其中絕大部分都涉及因能量守恒導(dǎo)致的物理現(xiàn)象。 最常見的產(chǎn)生光子的原因是電子躍遷,也就是我們最常見的熱輻射過程。 我們知道任何常見物質(zhì)都是原子構(gòu)成,原子外層均為核外電子,這些電子各自在自己的軌道運(yùn)行,當(dāng)電子軌道保持穩(wěn)定不變時,它是不會輻射出光子的。但受到外部刺激時,電子是極易發(fā)生軌道改變的,這些刺激包括:原子的熱運(yùn)動導(dǎo)致的碰撞,外部粒子刺激,外部電磁場刺激等等。 3、當(dāng)電子軌道受到外部刺激發(fā)生變化時,它的能量也隨之變化,電子吸收能量會躍遷到高能態(tài)軌道,但高能態(tài)是不穩(wěn)定的,隨時返回低能態(tài),根根據(jù)能量守恒原理,會輻射出一個光子,這個過程被稱為“電子躍遷”,輻射的光子的頻率由電子的軌道能量差決定。 所以,因電子的軌道躍遷輻射出光子,這是宇宙間最常見的光子產(chǎn)生方式。
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光子只是假設(shè)。光的本質(zhì)是電子的躍遷,導(dǎo)致場的轉(zhuǎn)換而釋放出的波。光的波具有粒子性質(zhì)這就是波粒二象性。然后人們把1個波粒設(shè)為1個單位叫光子。所以光子不是物質(zhì)是能量單位,但廣義相對論中可以用質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式計算出其動質(zhì)量,而物質(zhì)的定義就是空間中質(zhì)量的分布,所以這時候也可以說光子或光是物質(zhì)(但是實際上光和光子是能量,這個公式是對等關(guān)系不是轉(zhuǎn)換關(guān)系)而我們看到光就只是視網(wǎng)膜細(xì)胞受到光能刺激。這就好吧用皮膚感受熱量刺激一樣(用這種方法簡單的圖像還是可以顯示的) 所以說簡單點光就是電子躍遷產(chǎn)生的能量波,然后轟擊了我們的視網(wǎng)膜細(xì)胞,細(xì)胞做出反應(yīng)經(jīng)過大腦分析形成了圖像
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