五千年(敝帚自珍)

主题:【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么? -- 月色溶溶

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    • 家园 我来瞎解一下吧。

      宇宙里只有两个东西:质量、能量。所以有E=mC平方。

      普通的能量传导,是看的见的质量相关。能看得见,摸的着。比如你提一桶水从1楼到10楼,很明显的你要多费劲,而结果是水桶从10楼掉下来砸人比1楼砸人劲更大,人更痛。

      波是一种特殊的能量传导。摸不着,看的见。因为它是分子级别的能量传导。一个分子通过碰撞把能量传给另一个分子,但每一个分子的活动范围有限,所以实质上能量是通过一个分子链,通过接力在向外传导。

      这就好比好多米诺骨牌。你在头上加了一指头的力量,骨牌不断的倒塌、碰撞,把这指头的力量带到了结尾,而每个骨牌却基本保持在原来的位置。

      当你把一块砖头扔到湖里,你加在砖头上的能量,被砖头传给水。能量在水里稀释、扩散,是通过水分子进行的。就是从砖头入水点开始,无数个方向上、等速度的多米诺骨牌。表现出来,就是你在岸上看见的一圈圈、不断扩散的水波。当能量被稀释、传播完了,水波就消失了。

      所以,但你用显微镜能看见分子时,分子间的能量传导,就是粒,就是一粒粒的多米诺骨牌。当你不用显微镜看不见分子时,或者想要计算成千上万个分子传导的总能量时,你看到的就是波。

      这个就是我自己理解的波粒两重性。 呵呵

      • 家园 能量和质量是同一个东西,爱因斯坦的相对论就是说这个的
      • 家园 有这么瞎解释波粒二象性的么?
        • 家园 你别不服。

          我这个,本质上就是曾经的“以太论”,整个宇宙都布满了看不见、摸不到、测不出的以太。 哈哈

          而且你用它来解释分子级的东西,比如布朗运动,比如电子的有向流动,结合着E=mC平方,非常的直观、易懂。 呵呵

      • 家园 光子不是分子级别的。
      • 家园 好像很对.我需要沉思一下....

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        • 家园 对啥啊,这么理解波粒二象性,大概波尔都得被气活过来。

          底下,沉宝说的全部正确,是教科书的标准答案,蚂蚁老兄谈的历史多了一点,但也都对。但我很惊讶,到现在为止,包括上面冷原子这样的明显专业人士,都没有提到不确定原理和玻色子费米子。

          我觉得,最简单的理解波粒二象性的方法,就是把电磁波全部想象成光子,所谓的波就是几率波。按照量子力学,一切皆有可能,impossible is nothing,物质不再拥有确定的位置和动量(或者任何其他的共轭量,比如能量和时间),而是有一个几率分布。对光子来说,这个几率分布一直在随时间空间振动,所以形成了几率波(严格来说,几率波振幅的平方才是几率)。光子和一般物质最大的不同在于,光子是玻色子,组成一般物质的电子质子中子都是费米子,光子的数目是不守恒的,我们可以凭空创造或者湮灭一个光子,但我们不可能凭空创造或者湮灭一个费米子。这从某种意义上说,继承了古老的力和物质的二分法。

          实际问题中,场和物质的相互作用非常复杂,有的时候我们用光子的角度考虑,比如光电效应,或者拉曼散射,有的时候我们用场的角度考虑,比如光的折射反射。大体上来说,光子能量不等于物质分子的能级差时,可以用场的近似,具体情况不详,俺也要静等学过二次量子化的大牛来解释。但总的来说,按照热力学第二定律,条条大路通罗马,错了,是条条大路通热能。所有的能量形式最终都逃不脱变成热的命运。

          那个辐射的问题,俺多说一句,沉宝同学只是回答了你的问题,他所有提到辐射的地方都是指热辐射。热辐射的波长分布有一极大值,这个极大值是由物体的温度唯一确定的,热辐射还有一个性质,对于任何波长,温度高的物体的辐射强度都高于温度低的物体,比如太阳和铁水,虽然太阳的辐射极强在绿光处,铁水的辐射极强在红光处,但太阳在红光处的辐射还是要强于铁水的。顺便说一下,宇宙也是有温度的哦,宇宙的温度就是通过测量宇宙的背景辐射算出来的,大概是3K左右。

          电磁辐射还有很多种,最经典的比如电子振荡产生的辐射,手机雷达微波炉都产生电磁辐射,但这些可不是热辐射。或者前一段时间经常导致大家去散步的高压电线的辐射,你可千万别说我知道了,温度越低辐射越小,我们用冰块把高压电线包起来就好了,不用去散步了。

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