今天我们来聊聊光子,以下6个关于光子的观点希望能帮助到您找到想要的大学知识。
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光子是什么
光子是光线和光波的介质,充满宇宙空间,具有质量和能量。光子周围充满电磁子,光子相当于蛋黄,电磁子相当于蛋清,光子之间保持一定距离。光子与光子相互排斥,频率越高,斥力越大。
推测一:光子充满宇宙空间,具有质量和能量。(中国王氏2020)
推测二:光子具有振动性。 (中国王氏2020)
推测三:光子具有流动性。(中国王氏2020)
宇宙中不存在等于或低于绝对零度(-273.150C)的物质。温度高于绝对零度的物质都会击发光子振动,即热辐射。
光的频率和波长
光具有不同的频率和波长。关系式:速度=频率×波长。
光子的振动频率大于1012为光线,光子的振动频率小于1012为光波。按振动频率由高至低依次分为:γ光线、χ光线、紫外线、可见光线、红外线、微波、无线电波。
任何波在传播过程中频率都会衰减,这是波的共性。比如:附近的雷声清脆、频率高,远处的雷声浑厚、频率低,说明声波在传播过程中频率衰减。水波在传播过程中频率也会衰减。
【光谱红移定律】遥远天体的光谱在传播过程中会发生红移现象,红移的波长与距离成正比,红移的频率与距离成反比。(中国王氏2020)
光子的动量
光子的动量等于光子质量与速度的乘积。计算公式:p=mv
因为:动量=质量×速度=质量×振幅×频率
实验测得:质量×振幅=6.63 ×10-34千克米
所以:动量=6.63 ×10-34千克米×频率,即P=hv
光子的质量和振幅是常量,频率是变量,所以频率越高,动量越大。
同一光子每秒可向不同方向振动105~1020次。
光的传播速度
光在不同物质中的传播速度不同。真空中的光速是C=2.99792458×108米/秒,空气中的光速是2.996×108米/秒,水中的光速为2.250×108米/秒,玻璃中的光速是2.000×108米/秒。
光子长什么样?
如下图:
光量子,简称光子(photon),是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子,在1905年由爱因斯坦提出,1926年由美国物理化学家吉尔伯特·路易斯正式命名。
光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。光子静止质量为零。光子以光速运动,并具有能量、动量、质量。
作用:
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。
与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性可由光电效应证明。光子只能传递量子化的能量,是点阵粒子,是圈量子粒子的质能相态。
光子是什么
光子是一种物质微粒,实验证明光子是客观存在的。
物理学中的光子
光子可能是最常见的基本粒子。这些粒子以光速运动,每天从太阳、月亮和恒星向我们轰击。一个多世纪以来,科学家和工程师们一直在利用它们来照亮我们的城市,现在又来照亮我们的屏幕。 光子,又称光量子,是电磁辐射的最小能量包。这个概念起源于阿尔伯特·爱因斯坦(1905)对光电效应的解释,他在解释中提出了光在传输过程中存在离散的能量包。早在1900年,德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)就解释了热辐射是以不同的单位(即量子)发射和吸收的,从而为这一概念铺平了道路。这个概念是在美国物理学家阿瑟·H·康普顿(1923年)证明了x射线的微粒性质后开始普遍使用的。然而,“光子”一词(源自希腊语phōs, phōtos,“光”)直到1926年才被使用。 光子的能量取决于辐射频率; 有各种能量的光子,从高能的伽马射线和x射线,通过可见光,到低能的红外和无线电波。所有光子都以光速传播。在亚原子粒子中,光子是玻色子,没有电荷或静止质量,只有一个自旋单位;它们是场粒子,被认为是电磁场的载体。 如上所述,光兼有波和粒子的性质。这是一个惊人的发现,当然超出了我们通常感知事物的范围。台球可以看作是质点,而海浪是波。光子在任何时候都既是波又是粒子(尽管“有时是波,有时是粒子”的说法很常见,但基本上是错误的,这取决于在给定的时间里哪些特征更明显)。 这种波粒二象性(或粒子波二象性)的影响之一就是光子,尽管被当作粒子对待,却可以被计算出具有频率、波长、振幅和其他波动力学中固有的特性。 光子是基本粒子,尽管它没有质量。它不能自己衰变,尽管光子的能量可以在与其他粒子的相互作用中转移(或产生)。光子是电中性的,它的反粒子也是光子。 光子是自旋为1的粒子(使它们成为玻色子),其自旋轴平行于运动方向(向前或向后,取决于它是“左”还是“右”光子),这个特性允许光的偏振。
光子是什么?
光子是光的粒子,是在光传播中的一种存在状态。而光子带是光传播时形成的光带,它是一种能量状态。而作为没有能源的能量状态,到目前还没有“实在的”发现。
由于它是一种能量波传输状态因此它不同于实物粒子,不可能构成什么“独立存在”的光子带。光线从光源向四面八方发出后,永不停息地以光速在运动着,直到遇到别的实物粒子相互作用,如吸收折返射等为止。它们在局部宇宙区域弯曲形成什么光子带的可能性不大。
如果光子带是对光线的描述,则要形成按照网络中对光子带的描述“光子带是甜甜圈形”的这一形态是不可能的。我们知道强引力场可以弯曲光线,而要达到完全成“甜甜圈形”则除了黑洞没什么其他星体可以做到。而要达到像整个银河系那么大的“圈”,则此黑洞一定巨大无比了,起码有银核那么大了。那我们还会存在吗?我们世界的物质组成可是一般的物质粒子,速度与光比可是慢之又慢,因此将更容易落入引力陷阱。我们早在进入光子带前就随银河系一起毁灭了。
光子是什么意思?
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子(如电子和夸克)相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的波那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10
-19
焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,不过由于有量子力学定律的制约,单个光子没有确定的动量或偏振态,而只存在测量其位置、动量或偏振时得到对应本征值的几率。
光子的概念是爱因斯坦在1905年至1917年间提出的,当时被普遍接受的关于光是电磁波的经典电磁理论无法解释光电效应等实验现象。相对于当时的其他半经典理论在麦克斯韦方程的框架下将物质吸收和发射光的能量量子化,爱因斯坦首先提出光本身就是量子化的,这种光量子(英文light
quantum,德文das
Lichtquant)被称作光子。这一概念的形成带动了实验和理论物理学在多个领域的巨大进展,例如激光、玻色-爱因斯坦凝聚、量子场论、量子力学的统计诠释、量子光学和量子计算等。根据粒子物理的标准模型,光子是所有电场和磁场的产生原因,而它们本身的存在,则是满足物理定律在时空内每一点具有特定对称性要求的结果。光子的内秉属性,例如质量、电荷、自旋等,则是由规范对称性所决定的。
光子的概念也应用到物理学外的其他领域当中,如光化学、双光子激发显微技术,以及分子间距的测量等。在当代相关研究中,光子是研究量子计算机的基本元素,也在复杂的光通信技术,例如量子密码学等领域有重要的研究价值。
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