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  • 1 # 科普作家張軒中

    光的頻率數與每秒產生的光子數是沒有關係的。

    我先從理論上來給你說說,然後再給你說說相關的實驗。

    光的頻率是單個光子的基本特徵,光子的頻率取決於光子的能量,光子的能量越高,頻率也越高。請注意,這裡說的光子就是單光子——就是一個光子。目前在一些比較先進的物理實驗室裡是有單光子發生器的。單光子的頻率與能量是正比的,它們的比率常數就是普朗克常數。

    而你說的每秒產生的光子數,對於單色光來說,其實是正比於光的功率。光的功率不是單光子的性質。光的功率是一堆光子的宏觀平均值。

    以上都是從理論上來探討的,你應該是可以看出其中光的頻率數和每秒產生的光子數的區別是什麼。

    從實驗上來說,我們很難測量出一個發光體每秒產生的光子數,比如你開啟電燈的一瞬間,就有超過1億個光子從燈泡裡飛出來,目前沒有任何科學儀器可以測量出這群光子到底有多少個。原因不僅僅在於我們的儀器裝置的落後,還在於光子數其實不是一個守恆量,光子數是不確定的(這在量子力學中很正常)。光子不像蘋果,光子是會憑空產生與消失的,所以每秒產生的光子數是很難計數的。當然我們可以用很模糊的方法來測量光的功率,比如說有一種光學裝置叫積分球,就可以測量出光的功率。但光功率是一個宏觀的物理量,而光子數是一個微觀量,它們之間只有很模糊的正比關係,而沒有很精確的正比關係。

    從實驗上來說,我們測量光的頻率一般也不是測量單光子的頻率(因為測量單光子的頻率相當於要測量單光子的能量,而這個能量是非常非常小的,實驗上是測不出來的),因此我們透過測量單色光的頻率來推斷單光子的頻率。同時,因為頻率與波長成反比,我們可以用光柵分光的方法得到近似的單色光,然後用正弦機構測出光的波長——這樣也就知道了光的頻率,因為光的波長與光的頻率的乘積是光速。

  • 2 # 宇啟猛開2017

    有關係。在這裡可把光的頻率數理解為原子連續發射光子的頻率。我們把光子可形容為三角錐。以氫原子發射光子為例,其前後光子排列是直線形的,且後一光子尖端處在前一光子的底面下、相距二倍光子縱向長度處。其它原子發射的光子就象氫原子發射的光子軌跡的放大。原子越大,發射的光子越大,但是光子自旋角速度越小。由於光速不變,所以每秒30萬千米直線上,光子數量隨光子越大而越少。而頻率越大光子,其體積越小,因此頻率越大,每秒發出的光子數量越多。

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