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 光能转换的问题

            光子因为没法静止下来,因为始终在光速这样的高速条件下运动。所以他们是没有静止质量的。因此,你可以将光子就理解为一种能量,或者说能量的存在形式,(实施上光子的相对论质量也是通过能量来算的)。而一个光子的能量就是E=hv,可以直接传递给电子。你可以认为传递以后,光子就消失了。

      • 家园 再扯两句短波

        大家知道可见光是电磁波谱中很小的一段,其波长还算是比较长的,有比可见光波长短得多的波,那该叫射线了其实。

        从穿透性来说,长波和短波(包括超短波,超超短波)有什么区别呢?我有个不太恰当的比喻。我们宏观眼中的许多物体看似是个“实“物,比如我们人体,实际上在粒子级别的微观上有许多网眼,或者栅栏。那么这些网眼的尺度如果相对于电磁波来说太大的话,那么这种电磁波就会穿透物体(包括我们人体),这就象大卡车进不了小巷子,但是小QQ就可以长驱直入如无人之地。所以很短的波穿透性强,对人体有危险性,这就是为什么X光有危险的原因。可见光无妨,我们身体的网眼对于可见光来说足够致密从而能拒可见光于家门之外。

        这里谈的现象,实际上就和电磁波的波动性质密切相关,因为如果只有粒子性质,那么光子是极其小的,相对与人体的网眼来说完全可以插进来,但是就是波动性质使得可见光只能在人体表面晃荡。

        以上纯属非物理专业人士的瞎掰,也许蒙对了,也许大错。

        姑妄言之,姑妄听之。

        • 家园 您这段基本上全说错了,

          第一,波的传播和QQ钻小巷完全两码事

          实际上,如果障碍物网眼太小,对于长波来说,根本就不是障碍,相反,倒是波长和障碍物大小相似或者更小的波对障碍物更敏感。无线电里的长波通信就是利用这一点。

          第二,"可见光不可穿透人体",是完全不对的,人体是因为含有色素才吸收可见光。

          可见光的波长太长(400-700纳米,是原子间距离的几千倍,球状蛋白质单体一般直径也就几纳米而已,真正达到可见光尺度的东西已经是细胞器了),如果没有我下面要说的原因,可见光照人,相当于长浪过密桩,根本不会被拦住。其实不妨用手挡住阳光,看看你那半透明的手指,很明显,可见光是可以侵入人体一定深度的。

          实际上,生物不透明,一方面是因为生物里的结构不均匀,折射反射造成衰减(这点在骨骼里最明显,骨骼的矿物部分如果是单晶体也是透明的,但是它是多晶体的聚集物,光在晶体间反射衰减了),更主要的原因是生物里充满了色素。不仅很多细胞里有各种不同用途的色素,皮肤里还有专门的色素细胞,专门管拦截光辐射。照进人体的光,就是被这些色素吸收了。要不是身体里有色素,人根本就是个水母。

          真正难透入人体的倒是小于300纳米的紫外光,因为这个波长刚好被人体的物质强烈吸收,而小于200纳米之后,又被水强烈吸收了——它们的能量被人体物质强烈吸收,也就意味着这些能量在人的身体里做了点什么,因此短紫外线对人是有严重伤害的。

          第三,电磁辐射对人是否有害,是与其电离能力相关的,也跟其剂量有关,跟穿不穿得透没关系。中微子射线的穿透力顶好,穿一个地球都轻轻松松,可是正是因为它跟物质的作用极其微弱,所以就不会把能量释放在物质里,自然也不会造成多大的伤害。

          就X射线来说,一方面它对物质的穿透力强,这本身是好的,穿过去就是说没有损失在物质里面,并没有跟物质发生作用。但是另一方面,它的光子能量很高,假如被原子吸收,可以把原子激发到很高的能态,所以在穿透的过程中,即使有很小的一部分被物质分子吸收,也会造成很大的破坏,它不仅可以直接破坏作用的分子,更重要的是在水溶液里可以产生自由基,进而破坏一大堆分子,所以它是有害的。

          但是剂量又是一个问题,剂量不大的话,大部分辐射直接透过去了,对人造成的危害微乎其微,就没有关系,所以我们还是可以放心的去医院照X射线。剂量大的话,比如找个工业探伤用的x射线源去照照,回家可以准备办丧事了。

          其实,要不是生物体内的抗氧化机制,可见光照样对人有害。可见光辐射也是会催生自由基的。

          那人为什么不怕可见光?这是地球生物在地球上进化的结果。一方面,太阳辐射的峰就是以可见光为中心,另一方面,大气对太阳辐射就开了那么个近紫外-可见光-红外的窗口,所以在地球上混几亿年,连个可见光都对付不了就说不过去。

        • 家园 人体有很多网眼...
          • 家园 因为微观粒子并非紧挨着的...

            在一个原子里,电子和原子核的距离相对于他们的大小来说是相当遥远的......

            • 家园 可一个个微观粒子层层叠叠...人体是有厚度的...

              再加上衣服.

              • 家园 您可以这样想象——

                世界上的万物,比如雄伟的珠穆朗玛峰,猥琐的鼻涕虫,可爱的熊猫,国色天香的月色溶溶……其实都是一团悬浮在空间中的原子构成的,本质上说,都是一团雾气而已。

                如果以外层电子轨道为原子边界,如果这个原子有鸟巢体育场那么大,那么原子核只有乒乓球那么大,电子就和沙子那么大,其他都是虚空。

                原子世界的事情是很难想象的,偶小学时候看了这方面科普作品,几乎把脑袋都想破了,幸好后来及时不想了。

              • 家园 再厚又如何,一块金砖在微观上大部分体积都是“空“

                正可被射线乘虚而入。

                嘿嘿,这些东西不要想得太多,搞得不好会作恶梦。

                一个微观世界,一个宏观世界,常规思维是很难设想的。

      • 家园 热的本质是粒子的运动动能。

        光子携带能量,被光照的物质微观粒子活动加剧,宏观上体现为变热。具体来说,我估计是光子冲击物体表面的粒子(原子或分子),表面的粒子活动加剧以后又进一步冲击物体内部的粒子。但不同的电磁波穿透性不同,非可见光怎样作用于物体,不甚了了。

        不是物理专业,凭记忆随便说说。

        • 家园 物体对电磁波的吸收特性和电磁波穿透深度主要跟两个东西有关

          物体本身的结构和组成,电磁波的波长。如果物体的组成粒子或者结构对电磁波的吸收弱(即所谓“碰撞截面比较小”),电磁波的穿透就深。变热,跟可不可见光没啥关系。可不可见主要是跟视感受器对电磁波的吸收特性有关。

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