光子是如何产生的,光的来源
认为它们不够热,这是有一定道理的。毕竟,温血动物的体温只有几十度,而发出亮光的钨丝的温度达到了上千度。事实上,温血动物确实会发光,但由于它们的热量微不足道,所以发出的可
每当打开电灯,随之就会有亮光发射出来。那么,这些光子是哪里的呢?光源是如何产生光子的呢?
光即是能量此前人们使用最普遍的电灯是钨丝灯,电流通过钨丝电阻加热钨丝,钨丝的温度将会升高到2500摄氏度,由此发出亮光。然而,为什么物体被加热后会发光呢?而且,如果热的物体确实会发出光,为什么人类和其他温血动物在一个完全黑暗的房间里很看到呢?
认为它们不够热,这是有一定道理的。毕竟,温血动物的体温只有几十度,而发出亮光的钨丝的温度达到了上千度。事实上,温血动物确实会发光,但由于它们的热量微不足道,所以发出的可见光亮度不够。因此,那些光并不是“可见的”,只能用过仪器探测到,比如红外夜视仪。
然而,仅仅把这归咎于能量的大小是不对的。要知道,LED灯或荧光灯不像白炽灯那么热,但它们同样很亮。那么,光子究竟是如何被制造出来的呢?
光子光是电磁波,光子被描述为电磁场的激发。根据麦克斯韦电磁场理论,激发电场,反过来又会激发磁场,接着又会重新激发电场,如此反复。那么,第一下激发需要什么呢?
那就是电子。在原子核外围,电子可以处在不同的能级。当激发电子时,例如,给电灯通电加热钨原子,电子就会吸收能量跃迁到更高的能级。然而,这种状态是不稳定的,大自然寻求稳定。为此,电子会跃迁回原来甚至更低的能级。当一个电子向低能级跃迁时,原子就会发出一个光子。当大量的电子同时向低能级跃迁时,就会发出大量的光子,所以钨丝灯可以发出亮光。
产生的光有的是肉眼可见的,有的看不见的,这取决于电磁波的频率或光子的能量。根据频率或者波长的不同,电磁波可分为7大类。人类的眼睛只能感知到其中一种,所以它被称为可见光。
这就是为什么温暖的身体产生的光不能被人类的眼睛所探测到,但可以通过红外设备来检测。无线电波通过我们的手机传输和接收的情况也是如此。在可见光谱之外,还有频率更短的紫外线、X射线和伽马射线,恒星和其他非常高能的现象,如类星体、超新星和中子星碰撞,都会释放出这些电磁波。
无论通过加热还是电来激发电子,产生的光不会什么区别,光的频率取决于电子跃迁的能级差。因此,更多的热量不一定意味着更多的光。仅仅因为这个原因,与荧光灯相比,白炽灯浪费了大量的热能,其效率是非常低的。在荧光灯中,电流通过含有氩气和水银蒸汽的管道来激发电子。
总之,当一个电子吸收能量受到激发之后将会变得不稳定,为了恢复稳定的状态,电子就会从一个更高的能级跃迁到一个较低的能级,由此就会辐射出一个光子。
光子是怎样产生的
原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静止量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M。普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A。爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A。H。康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。
带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。
光子从激光的相干光束中出射光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。
与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。
对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。
光子是怎样形成的
首先,光是一种电磁波,只要有变化的磁场或电场就会产生电磁波.光子是电磁波的最小单位,形成多半类似,答的不好算开个头.是电子从原子的高能轨道跳到低能轨道时放出来的.光电子是电子,光子是光子,二者是很不同的.
光电效应是光子打到金属原子上,电子吸收光子的能量,使电子的能量足够大脱离原子核和金属的束缚,飞离金属.
光子怎么产生的,是个很难的问题,量子力学都无法回答.但可以列举一些实验,具有产生光子的过程.比如说,原子受激发后,又跃迁到基态,电子能量降低,多余的能量就是以光子的形式释放出来.
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