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1 # 李志勇LZY
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2 # 霜葉9975
光?是電磁波的頻段使視覺神經共振吸能的的表達,約400A一650A頻段的頻率,低於400A當紅光之外的頻段簡稱紅外線,手機伩號不到1A,650以上為紫外線,所以電磁波這個頻段叫光波,又因為電磁波傳播是不連續的似段段堆堆呢?所以又叫子,粒子,光的粒子叫光子,不要以為粒子就是蘋果形狀,天上一塊單獨立白雲叫它做一粒白雲又有何不可?
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3 # 小宇堂
1、電磁波到底是磁場電場的振盪還是光子流?
電磁波實際上既是電磁場的振盪(電場和磁場是一個東西),也是光子本身。一個光子也是電磁波,也是電磁場的振盪。光子是這種振盪波的最小單位。不會出現半個電磁波振盪這種現象。
光作為波,具有諸如波長和頻率的特性。我們將光的量子視為單個粒子,稱為光子。事實是,光具有充當波或粒子的獨特屬性。當我們分析光與物質之間的相互作用時,將光視為粒子很方便。
光子不是一個實體的球,它只是一種抽象的用於描述電磁波振盪形式的概念。就像我們可以用“水波子”這種概念來描述“水波”的振盪一樣。
2、光子的頻率和波長,與電磁波的頻率與波長是什麼關係?某個光子的頻率和波長就是光子這段電磁波的頻率和波長,它們就是同一個東西。我們在上面一個問題中已經把這兩個概念的關係同一化了。所以光子的波長和頻率就是指光子所帶表的電磁波的波長和頻率。
大量的光子在一起運動,那麼每個光子都可以以自己的頻率和波長存在。我們看到的太Sunny實際上就是不同頻率和波長的光子同時進入我們眼睛而被看到的。單色光只包含大量相同頻率的光子。
但為了不讓人搞糊塗,就可以說光子就是電磁波本身,而不是說許多光子集合起來構成了電磁波。
上圖:光子的時空結構,就是一個完整的電磁波波長(或者週期)。
3、高功率的微波為何不能造成電離效果?“光電效應”是光可以在金屬板上感應電荷的過程的名稱。海因裡希·赫茲(Heinrich Hertz)於1887年首次觀察到這種現象,當時人們開始將光視為粒子。愛因斯坦在1905年撰寫的對此效應的解釋為他贏得了1921年的諾貝爾獎。它是在光子與電子碰撞,消失並將其能量傳遞給電子時發生的。如果光子具有足夠的能量,則電子將從原子中排出。愛因斯坦撰寫本文的動機是為了解釋紫光弱光束如何引起這種效應,而非常明亮的紅光光源不會引起這種效應。
要造成電離,需要足夠高的能量,這個能量要高到能夠把電子從原子當中“敲打”出來。不同的物質被電離的能量要求是不一樣的,這就是光電效應的能量門限值。
金屬板上的電子具有一定的能量,這種能量可以透過“功函式”來描述。它被更嚴格地定義為將電子推離原子核無限距離所需的能量(也就是電離能)。我們可以利用勢能方程輕鬆地計算出簡單原子的原子數,諸如下面這個氫原子的功函式:
V = 1 /(4 \ pi \ epsilon_0)*(q_1)(q_2)/ r
對於氫原子以外的任何原子,功函式會變得過於複雜而無法計算。電子的能量取決於原子核的電荷、電子的電荷以及原子核與電子之間的距離。
量子電動力學理論告訴我們:
每個光子的能量為E = h\v
其中h是一個普朗克常量,具有近似值:1.05457148 * 10 -34 m 2 kg / s,
其中v(實際是希臘字母“nu”),指光的頻率。
光的頻率與光的波長成反比。具體地說,
λ=c/v
在常數c是光速的情況下,λ是波長,而v是頻率。
因此,回到我們以前的方程,光子的能量也與它的波長成反比。在所有可見光中,紅光的波長最長(因此能量最低),而藍光的波長最短(能量最高)。
可見光的光譜範圍為450(紫)-700(紅)nm。
上圖:藍色光子(波長= 475 nm)撞擊金屬板並敲出電子。藍光比大多數可見光具有更多的能量。
上圖:綠色光子(波長= 510 nm)撞擊相同的金屬板。由於綠光的能量(每個光子)比藍光的能量少,因此電子以較小的能量被敲出,因此速度也較小。
上圖:紅色光子(波長= 650 nm)撞擊金屬板。紅光具有最高的波長(最低的頻率),因此在所有可見光中的能量最少。在這種情況下,光子的能量小於“功函式”。因此,電子吸收了光子,卻沒有獲得足夠的能量逃逸到金屬板上。
而光的能量並不與光子的密度相關,而是與光的頻率相關。也就是說只調亮光的強度是無法促成光電效應的,要調的應該是光的顏色。藍光就要比紅光更容易導致電離。
通常金屬更容易被電離,因為金屬外層的電子比較自由,稍微來點能量就給踢出去了。但一般常用金屬的電離的頻率範圍應該都在可見波段偏藍端(一般是要綠光以上),像紅光都不能造成光電效應,就更別說頻率更低的微波了。
微波的頻率遠遠低於可見光,不管微波功率有多高,其中光子的能量還是很低的。提高微波功率只是提高了光子在單位時間上的通量,而不是提高光子的能量。因此微波基本上是沒法造成電離的。
上圖:電磁波譜及波長示意。
4、電磁感應與光電效應能否視為本質相同(磁通量變化造成電動勢=光子為電子提供能量)?光電效應從某種意義上來說,可以被視為一種電磁波能量轉化為電子的動能的過程。但說成是形成洛倫茲力的電磁感應,似乎其本質是有聯絡的,但不嚴謹。
光電效應是能級模型的一個特殊情況,即電子被激發到電離的能態,結果就是電子離開原子核的束縛飛出去了。激發的過程可以說是光子與電子之間的感應,但是能級的躍遷則屬於一種量子效應,這是原子核外靜電勢能場的一種量子現象。
我們宏觀上所說的洛倫茲力實際上是這種微觀現象的宏觀表現,雖然我們稱之為電磁感應現象,但實際上描述的是同種原理下不同尺度上的不同表現。本質上都歸咎於電子動能的改變,但不同尺度上體現為不同的現象,一個叫洛倫茲力,另一個是光電效應。
上圖:電磁場中的洛倫茲力示意。
總結光子就是電磁波,電磁波就是光子。
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4 # 重慶葉宏
困惱提問者的核心問題是,無線電波與光是不是同樣的東西?許多人都以為簡單,實際根本搞不清基本概念。
無線電波與光是不同型別的波,本質不同。無線電波是簡單的經典波,就是普通的連續波。沒有粒子概念,沒有光子,也沒有二象性。手機用的就是無線電波,並不是微波,但頻率跟微波頻率範圍一樣。
光及光族波是複雜的非經典波,是量子非連續波,光子的機率波。具有波粒二象性。微波也屬光族波,不是無線電波。
所以,電磁波已是廣義的概念了,有電磁振盪波與光子電磁波兩種。前者就是簡單無線電波,後者指複雜的光。
不管誰學歷有多高,如果認為光與無線電波本質相同,就是犯了低階錯誤。
光族波由光子構成的不連續波,頻率由低到高的順序是: 微波,紅外線,可見光,紫外線,X射線,γ射線,宇宙射線。
回覆列表
蒸汽輪機帶動發電機;
切割磁力產生出電流;
經過變壓器改成適用;
送到千家萬戶放光明。