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  • 1 # 靈遁者國學智慧

    光是一種電磁波,電磁波是一種能量。這是目前人類的認識。光有波粒二象性。光子就可以說是光粒子性的體現。具體內容,你可以讀讀下文。

    十三章:光的本質和光的傳播

    透過上面的很多章節,我們分析了光的諸多實驗內容。包括光的反射,折射,色散,干涉,衍射,光電效應及邁克爾遜莫雷實驗。這一章我們將對光知識有一個整體的總結和發散思考。

    沒有光,人類的世界的不可想象。但我們要理解光,追上光,似乎真的很難。從人類誕生到今天,光學研究依然很熱門,就足以說明這一點。甚至有的人說光是“承上啟下”的東西,連線宏觀世界和量子世界,誰如果吃透了光的本質,本性,就會對這個世界有深的認識。

    作為一個普通人,你認為光是咋樣的?光對你來說意味著什麼?今天我們一起來走進光的世界,去揭開它最神奇的面紗。

    首先大家要知道的是“光”是一個特殊的詞,為什麼這樣說呢?因為光的本質是電磁波,這是我們知道的。麥克斯韋是一個做出光是電磁波預言的人,赫茲是第一個用實驗證實的人。

    所以我們通常所說的光,光源,是我們可以看見的電磁波。電磁波之可見光譜範圍大約為390~760nm,這只是整個電磁波譜中範圍極小的一部分,所以它是特殊的。

    其他光譜範圍是人類看不見的電磁波,有紫外線,紅外線,x射線,伽馬射線等等。

    所以重要的事情再強調一遍——光是一種電磁波! 那麼我現在來問大家一個問題。

    光具有的折射,反射,干涉以及有光電效應的現象,對於x射線,伽馬射線,紫外射線等也有嗎??

    各位答案是確定無疑的,光具有的一切性質,其他名稱的電磁波也具有。只是我們人眼睛看不到而已,能借助其他儀器來觀測。

    但不同光譜範圍的電磁波,會有不同的差異。比如x射線,伽馬射線有很強的穿透性,對人體有危害。

    但在這裡要強調,這種差異主要是對人類來說的。因為一塊石頭,任何一種電磁波都是一樣的。它看不見任何光譜範圍的電磁波,對於它來說也不存在“傷害”這個詞。

    光是一種電磁波,會引出另一個問題——電磁波的本質是什麼? 只有瞭解電磁波的本質,才算是瞭解了光的本質。這個觀點,大家都會認同。

    電磁波是電磁場的一種運動形態。電與磁可說是一體兩面,變化的電場會產生磁場(即電流會產生磁場),變化的磁場則會產生電場。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場,這就是電磁場,而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波,電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般,因此被稱為電磁波,也常稱為電波。

    電磁波的官方定義如下:電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震盪粒子波,是以波動的形式傳播的電磁場,具有波粒二象性。電磁波是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動,其傳播方向垂直於電場。電磁波在真空中速率固定,速度為光速。

    所以電磁波本質是電磁場輻射。那麼根據輻射學說,絕對零度不可達到,就說明萬物皆有輻射。向外輻射能量,這種輻射就是電磁輻射。

    所以用另一句通俗的話說電磁波是一種能量,光自然也是一種能量。這樣我們就把光的一般性認識推廣到所有物質中來了,任何物質都是能量。

    這時候大家會想起愛氏的一個質能公式:E=MC^2。

    這個公式中竟然出現了光?光速的平方!這是偶然嗎?顯然我不會這麼想。

    推導到這裡,我們再來總結一下,光是一種電磁波,電磁波是一種能量輻射。即光是一種能量。

    質能公式是普遍的,是宇宙範圍內適用的公式,光出現在這個公式中,本身就代表了它是衡量宇宙物質能量的一個不可或缺“因子”。

    無論你是初中生,還是科研工作者,如果你從來沒有這樣思考過的話,現在就可以好好思考一下這個問題了。

    我在此書的第一章就強調過“世界是確定的,但世界的確定性我們無法把握。”這句話的深層含義就包括了,任何聯絡的偶然性,都是確定的。所以光出現在這個公式中,就不是偶然。

    同樣正是本著這樣的思維指導,我在《變化》中大膽的對於慣性做了新的定義。也就是說慣性質量和引力質量嚴格相等的事實,在我看來絕非偶然,所以我推出引力是慣性的源泉觀點。對這個問題,進行了闡述。

    同樣宇宙間的眾多的反比平方定律,在我的眼中也非偶然,值得去探究。如果你把所有這一個個相似,看成偶然,我們必然會失去走近真相的機會。

    無獨有偶,愛氏場方程是中也出現了光。牛頓力學是愛因斯坦的狹義相對論在低速條件下的極限,包括萬有引力定律。所以萬有引力公式中其實是暗藏“光”的因素。

    想到低速,你立刻就要想到“速度”這個詞。但想到速度,你又會想到光速!對了,就是這樣的。對於速度所帶來的衝擊,對於我們人類來說,至今新鮮。新的時空觀,新的宇宙觀,好像什麼都是新的。

    我們這一章是對光的總結行和啟發性認識,所以我們必須緊緊圍繞光來說。

    那麼現在說說光的運動,關於光的運動,前面的幾個章節的鋪墊,已經是現代實驗所取得的成果。

    首先我們普通人的第一印象是光沿著直線傳播,其次光速很快,是最快的。

    一個涉及運動方向,一個涉及運動速度,現在對這兩個點我們進行分析認識。

    更嚴謹的認識應該是這樣的。光在真空中沿直線傳播,也可以表述為光在同一種均勻介質中沿直線傳播。【但最嚴格的真空和均勻介質是不存在的。】

    在現實世界中,光大多時候不是沿著直線傳播的。光在介質中傳播時,由於光受到介質的相互作用,其傳播路徑遇到光滑的物體會發生偏折,產生反射與折射的現象。還有在不同條件下出現干涉,衍射等現象。另外,根據廣義相對論,光在大質量物體附近傳播時,由於受到該物體強引力場的影響,光的傳播路徑也會發生相應的偏折。

    那麼我現在又要問題了?那麼我們說光沿著直線傳播正確嗎?或者說我們看到的光是直線的對嗎?

    答案是對的。光在同一種均勻介質中沿直線傳播。就以上圖為例白色光在進入三稜鏡之前,算是在同一種介質中,所以是直線傳播。進入三稜鏡後,在三稜鏡中也算同一種介質中【只不過是被折射了】,在出三稜鏡界後,又是在同一介質中,所以沿著直線傳播。

    這個問題還可以轉化為,光沿著直線傳播,可是彩虹為什麼是圓弧狀的??大概就是上面的原因,但情況比較複雜。彩虹的形成是太Sunny射向空中的水珠,經過折射→反射→折射……後射向我們的眼睛所形成。

    我們問題永遠不會是最後的一個! 接下來我再問你們一個問題:“既然光線是沿著直線傳播的,為什麼又說它是一種波。還有波峰,波谷?”

    專業人士不要笑,確實有很多朋友,有這樣的疑惑。所以我才寫出來。既然是科普,就要講出大家的疑惑。

    答案確實不難,就像上面的圖所示。我們說光是沿著直線傳播的,可是沒有人告訴你光是直線!大家要記住光沿著直線傳播,但光不是直線!光是有波峰,波谷,和頻率的,所以是有“波”的性質。

    至於我們眼睛看到了光是直線,那是眼睛在欺騙我們。

    如果你讀了我關於光學知識的前幾章鋪墊,就應該很清楚的知道,剛開始光的微粒說是占主導地位的,這裡面牛頓的權威影響很大。後來有了干涉和衍射現象的實驗和解釋,才打破微粒說,波動說開始被重視。再後來,愛氏關於光電效應的解釋,引出光的波粒二象性。

    摘自獨立學者靈遁者科普書籍《見微知著》

  • 2 # 講科學堂

    光主要是指可見光,是波長在400~700nm(奈米,10∧-9米)的電磁波。

    它只是電磁波上的一小段。組成光的最小單位就是光子。光子是電磁輻射的量子(即:所有電磁輻射的最小組成單位)。在量子場論裡是負責傳遞電磁力的力載子。它的靜止質量為零,所以,它一誕生速度就是光速,沒有加速的過程。

    它具有“波粒二象性”,即:它同時具有粒子性和波動性:

    從光射入一條狹縫在後面的幕布上形成的條紋可以看出:條紋的中間部分亮度最大,向兩側亮度逐漸減小。這就是光的粒子性的體現。就像用機槍射擊一條狹縫一樣,狹縫後方的標靶中間中彈的機率最大,向兩側中彈的機率逐漸減少。

    光的波動性從楊氏雙縫實驗可以清清楚楚的看出來,光在透過雙縫後在幕布上形成了一條一條的干涉條紋。

    值得說明的是,哪怕是單光子的雙縫實驗也會在幕布上形成干涉條紋。但如果在兩條狹縫處安裝一個測量裝置,探測光子到底從哪一條狹縫透過,光子就不會體現出它的波動性,也就是不會形成干涉條紋。

    就簡單的說這些吧!

  • 3 # 第三行星1

    光的根本屬性僅描述一種波狀粒子狀態的混合物,光波效應把光看成粒子。

    光子描述光的粒子性,是帶電磁波運動的能量體,一個光子能量相當於普朗克常數量,極小的物理常數與頻率的乘積,光子的能量與頻率成正比。

  • 4 # 宇宙譜

    關於光的大眾科普知識大家都懂,今天就說點光的本質含義與實質:如果給光下個定義,光就是空間動態。那麼能量是什麼?能量是空間動態量,那麼物質是什麼?物質就是空間動態體。反過來空間是什麼?動態場所,不同角度不同點位的動態平衡運動態互為承載互為介質成為實質共亨共存的動態實體,也就是空間,任何光動態都是構成空間的一部分和組成者。物體發光與物體吸光轉換的就是動態平衡量變,發光體是發光物體的動態減少,動態的三維量隨空間增大單位時間動態面的量依次遞減,這樣可建立完善的物質變化動態方程,修正E=mc2的靜態描述。

    發光是物體失去動態,失去的動態被髮光體的全方位物質體分亨佔位並依次轉移分亨再分亭再再分亨,這個過程就是光動或能量運動過程,分亨佔位表現出的粒子1/2近動旋轉態,使物體質表現出引力形為,總之只要有動態分享的地方就有分亨佔位表現出力的形為,無論計麼力都將尊守這個規律,強力弱力電滋力都是動態體的動態幾何造型的不同動變分亨。獲取光或能量的物質體將增加幾何造型動態三維量,這就是熱漲冷縮的根據,為什麼會熱漲冷縮,根本的問題在於任何物質體都是動態體,動態體都存在動態體的自旋內外平衡,一旦吸光吸熱發生了佔位移動或增大了幾何造型動態,透過自旋慣性復位又將動態轉移給下家,並分亨參加大環境的度規平衡體系,吸光吸能吸的就是動態轉移變化,轉後復位,參與並留下系統分亨量,這一點是萬物產生引力並維持引力效應的根源。

    對於光的認識理解應走出光物誤區,什麼是光物誤區?總認為光是物體,是粒子體,光本身是空間動態,自旋繞動是物體,一但解型就立即成為空間,成為動態真空態,真空部分就依靠全方位的粒子變態和轉移來填充失態的真空位置,所以光傳播無任何實物傳遞,獲取光的物質體就是獲取了空間型變,並且是自身被改變,所以光才沒有任何質量,也無任何固定型態,所以光子光量子都是虛假概念,永恆不存在光子的實物實體。(本文牽扯內容多,若需細緻說明可另行解釋,本文原創,研究結論自創供參考)

  • 5 # 螞蟻騎鯨魚

    光是波,光子是粒子,光必須靠粒子才能傳播,光子幾乎均勻分佈在整個宇宙空間,每兩個光子之間距離很小,不能運動,只能自旋,翻轉。光波以縱波方式傳播。電子干涉與眾不同是因為電子進入了縫隙原子的電子軌道,旋轉N圈後才飛出,所以會拐彎。

  • 6 # 微基因衍光子

    光是電磁輻射波,光的波動傳播是現象而不是本質,光是量子物質的組合,光的本身就是能量,光在傳播過程中有折射、漫反射和色散射的特徵,光既有火的特徵、光又有水的特性,沐浴Sunny就是這感覺;光是正物質和反物質的共同信使,光也是正宇宙和反宇宙的共同信使,光必是星系和星團的共同信使,光更是微觀世界和宏觀世界的共同信使。

    光子是由陽微基因子和陰微基因子所構成的微量子,光子就是最小的太極圖形,光子運動似錐形,光子是不會靜止的,光子的靜止質量為零,光子是六十二種基本粒子中的一種,光子的反粒子仍然是光子的本身,光子是可以自行復制的微量子,光子比電子還要小得多,光子可以被原子吸收或折射、反射,光子在真空中不會自行湮滅,光子在真空中運動的能量不會衰減,光子在光纖裡傳播可以折射轉彎等等........。

    網友們認為對嗎?

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