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 光是电磁波

              你让电磁波停下来,静止了,还有电磁波吗?所以“光子”怎么能有静止质量。

              你可能还和德布罗意的物质波搞混了。比如电子有波粒二象性,电子也有静止质量。

            • 家园 有点不明白你的问题

              你能帮助解释清楚,在真空的环境下,也就是连光子都不存在的情况下,能量怎么传递嘛?

              这里面的“能量传递”的什么意思?能举个具体的例子吗?

              另外,在近代物理中,“真空”还真是个说简单也简单,说复杂也复杂的概念呢。事实上是没有绝对的,完全没有电磁场的真空的。所谓的真空,其实都有电磁场的涨落。这个涨落会导致很多效应。比如电子从高能级到低能级的自发辐射。

              • 家园 确实想认真请教一下。

                原子内的能量机制,大概明白主要就是电子围绕原子核在固定层级做高速运动。原子核有个能量,电子有个能量。原子核的能量主要是质量体现,电子相比原子核质量极小,主要是速度体现。

                下面就是限定的条件:(不太严谨,大概意思的理解吧)

                1.某个空间内,只存在相同的、静止、互不接触的两个原子。

                2.每个原子内有一个静止的原子核,各有两个围绕原子核高速运转的电子。

                3.一个电子在层1运转,一个电子在层2运转。(虚拟情况)

                限定结束,下面就是推理了。

                1.原子1的电子2,从层2轨道变到了层1轨道。(就是自己变的,没有外力,也不考虑电子轨道变化的元素变化)。

                2.原子1,应该在限定空间内释放了能量。

                3.根据能量守恒原理,原子1释放的能量,应该被原子2完全吸收。

                4.吸收了能量的原子2,其层1的电子应该跑到层2运动。

                以上这种推理、或者比方是否成立?

                如果这个比方可以成立,这就是我理解的有限空间内、能量守恒、能量传递。

                我这种比喻的基础在于原子核、电子都有质量,电子运动还有速度、运行高度。

                原子的能量变化,就是质量、或者电子速度、轨道高度变化引起的。(原子核不变、电子运动速度不变的情况下,就是电子运动轨道变化)

                能量的传导,也必然会通过影响了其他原子的质量、电子速度、轨道高度来表现出来。

                但是整个宇宙可比两个原子间的距离大太多了,我没法把上面的理解放大到整个宇宙,也就是上面说的“能量在真空中如何传递”的意思。除非中间散布了很多的“以太”,呵呵。

                • 家园 电子跃迁释放或吸收的能量是光子

                  某不才,看看是不是可以解释一下。

                  在这个例子中,原子1的电子从高能级1跃迁到低能级2,会释放一个光子。光子的能量就是两个能级之差,光子的频率可以根据能量和普朗克常数算出来。实际上,激光的原理就是以可控的方式让这些电子跃迁以相同的相位释放光子。

                  在原子2中,电子在低能级2,它可以吸收一个光子跃迁到高能级1,前提是光子的能量正好等于两个能级的差。

                  光子在宇宙中传播不需要“以太”。

                  • 家园 嘿嘿

                    这个解释,我可以接受的。而且是标准、正宗的科学解释。

                    但是,就像我前面另外一个回复说的,这个光子从无到有,又从有到无,而且它的属性里有一条:静止质量是0.本质上说的是物质的产生和灭亡。

                    感觉这个“光子”论,就是“以太论”的动态升级版。

                    “以太”在宇宙里不需要无时不刻存在的,而是我们需要的时候他就存在,不需要的时候它就不存在。

                    这么说是不是很邪恶啊? 哈哈

                    而且以上的解释是在限定了的原子大小的空间里,光子从A到B的传播的理解。

                    但考虑光子从宇宙的一端,传播到另一端,这个路太长了,中间的假设真空区太大了。光子旅行途中,怎么也会撞上啥吧,它能完好的、一点损失不发生的、携带着能量从宇宙一端到宇宙另一端,那人品,好像好到没法接受啊。 哈哈哈

                    或者能否再给讲解下,光的本质是什么呢?一束没有质量的光子,以光速,定向的运动?遇见墨水就被吸收掉,遇见玻璃就反射回去?进到人眼,还能选择穿透角膜、打到视网膜上?

                    越想越糊涂。 呵呵

                    • 嘿嘿
                      家园 看来你很喜欢挑战权威啊,呵呵

                      当然,不是说我是权威,我是说你是在试图挑战现在物理学界流行的理论。

                      我欣赏你这种挑战的态度。不过呢,在物理学界,一个理论要获得接受是很不容易的,不仅会受到无数牛人理论上质疑,更重要的是要获得实验上的验证。现在的这些理论,电磁场理论、相对论、量子力学理论,获得物理学界普遍的接受,都是这样“久经考验”过来的。虽然我相信这些理论还有值得完善的地方,但是我相信它们的基础是非常坚实的。

                      我辈俗人,学习先人的智慧,了解这些理论是什么,为什么是合理的,就这个融会贯通的过程也不容易。本人愚钝,说错了莫怪。

                      这个光子从无到有,又从有到无,而且它的属性里有一条:静止质量是0.本质上说的是物质的产生和灭亡。

                      不知道你要说明什么,在上面的例子里,我们看到的是能量的转移,质量还是守恒的,光子是能量转移的形式。当然,在相对论里,质能是可以转化的,所以光子还是可以被黑洞的引力俘获的。

                      感觉这个“光子”论,就是“以太论”的动态升级版。

                      “以太”在宇宙里不需要无时不刻存在的,而是我们需要的时候他就存在,不需要的时候它就不存在。

                      这么说是不是很邪恶啊?

                      光子是光子,“以太”是“以太”。“以太”是在实验验证中否定了的东西,光子是大量实验验证了的客观存在。

                      但考虑光子从宇宙的一端,传播到另一端,这个路太长了,中间的假设真空区太大了。光子旅行途中,怎么也会撞上啥吧,它能完好的、一点损失不发生的、携带着能量从宇宙一端到宇宙另一端,那人品,好像好到没法接受啊。 哈哈哈

                      实际上,大量的光子在旅行途中,撞上啥了,譬如被黑洞吸收了,或者被暗物质遮挡了。但是,宇宙是稀疏的,还有一部分光子能从宇宙的一端传播到另一端,所以我们可以看到遥远星体的星光。光的粒子性是指光子是光能量的粒子单位。单个光子的能量要不全被吸收,要不就不被吸收,不可能只被吸收一部分。

                      光的本质是什么呢?

                      这个问题很复杂,非大牛解释不清楚。波粒二象性是指光的两种属性。

                      遇见墨水就被吸收掉,遇见玻璃就反射回去?进到人眼,还能选择穿透角膜、打到视网膜上?

                      从微观角度看,墨水啊,玻璃啊,角膜啊,视网膜啊,都是特定的分子组成的。这些分子形成的晶格,对光子的波函数的衍射结果,从宏观上有的形成反射,有的形成折射,或是别的射等等。有的光子的能量可以打开有机分子的化学键,产生化学和生物结果,从而让神经细胞感觉到光。

                    • 嘿嘿
                      家园 其实你提到的光的这些现象,完全可以用经典电磁波理论解释。

                      要和光子联系的话,也完全可以用概率波解释。

          • 家园 在初高中物理里,质量是不变的,

            不管是在地球上的任何地方,还是在月亮上.

            看来相对论里质量也是不一样的啊.质量也会变.

            • 家园 呵呵,初中的物理学,属于经典物理学范畴

              经典力学是相对论在低速下的近似情形。一般而言,相对论给出的结论更为准确。

              按照狭义相对论,其实地球和月亮上的物体,质量确实不同。更为准确的说法是,同一个物体,对于地球上的观察者和月亮上的观察者而言,质量不同。不过这个差异十分微小,一般来说完全可以忽略。这就回到了初中的结论,地球和月亮上的物理质量相同。

              刚才说的还是狭义相对论。如果到了广义相对论,会有更为神奇的结论。不过我广义相对论学的不好。

        • 家园 那就得去问爱因斯坦了
      • 家园 就是不要单独从波啊粒啊去理解电磁波.

        电磁波就是电磁波,它是一种独特的物质.我们只能分别描述它的一些特点,然后自己综合.

        原来不同的颜色是因为温度不同然后电磁波长不同.可是为什么会这样呢?波长不同颜色怎么就会不同?

        老师的问题,等我看完书了以后或者恍然大悟以后再回答好不好?

        • 家园 不好意思,刚看到你这个问题

          你说“不同的颜色是因为温度不同然后电磁波长不同”,这句话部分的正确。

          同一个物体,在温度不同的时候,辐射出来的光的主要成分的频率(波长)会不同,这会导致颜色的不同。这一点沉宝已经说的很清楚了。

          但是决定颜色的因素不仅仅是温度。

          在经典物理学中,我们可以假定原则上物体可以发射各种频率的电磁波。只是不同的温度下,发射出来的电磁波,会主要集中在不同的频率上,于是会显现不同的颜色。

          但是呢,在19世纪末20实际初,随着光谱学的发展,人们发现实际情况并非如此。同一种物质,发出的光的频率只能取一些列特定的值,而不能取所有的频率。比如我大学时候做实验,就看到铁(还是别的什么元素?忘了)发出的可见光,只有4047,4077,4358,4916...等等几个波长(单位是唉,也就是10的-10次方米)。换句话说,铁能发红光,但是只能发射波长为4047和4077的红光,却不能发射4057或者4067或者4060的红光。

          事实上,这一组可能的光的频率,跟组成物质的元素一一对应。构成了物质的“名片”。你乍一看,眼前摆着两块石头,烧热了之后都发红,从这个意义上说颜色由温度决定。可是物理系来一个学生,拿个三棱镜,把这两块石头的红光一测量波长,发现一块是4047和4077,另一块是4057和4080,他就能由此判断出这两块石头蕴含的主要元素不同,一块可能是铁矿石,另一块就不是。

          之所以罗嗦这个,是因为同种物质只能发射一系列特定频率(波长)的光,不同物质发射光的频率不同,这个事情的发现,对量子论的诞生起着重要的作用。你在书里面会读到相关的内容咯~~

          • 家园 矿物鉴定也应用到光的原理

            最简单的方法,也是通过折射反射光,来观测其光谱。很多矿物都有特定的谱线,这比很多方法都有效。另外也不是说,矿物中含有某种元素,就可以探测出来的。受化合物或其他元素的影响,会不产生谱线,或者出现谱线偏移等balabalabla....好像有点扯远了。算是一个应用吧。

            刚刚爬楼爬到这儿,哈哈。

            说到科普,个人觉得上海科学教育出版社出的那套哲人石丛书,还有三联的科学人文,都是很好的读物。

            再补充一点,我们之所以能够“看见”物体,那是因为有光照到我们的视网膜上。有可能是物体本身可以发光,或者是混合的光波照在物体上,物体自身可以吸收一定频率的光,剩下的光被反射回人的眼睛里,所以我们看见的颜色实际上是这个物体的补色。

            爬楼爬的有点吐血.....觉得讨论到最后已经是哲学问题了。

          • 家园 热铁棒发出的光和两根铁电极通高压电发出的弧光是不同的

            前者是固体热辐射连续谱,后者是铁原子气体受激辐射的分立谱。

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