arago,aragon
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目前人类对光子研究清楚了吗?
别人清楚不清楚我不知道,反正我不清楚,我只知道,光量子是一团能量,时空被这团能量改变的速率只能是光速,能量可大可小但必须是一份一份的,只有特定能量范围的光量子才能引起我们人类的视觉神经,才会被看到。
这是钓鱼题吗?如果有人研究透的话就会是下一个诺贝尔奖获得者了......据了解,科学家并未研究透“光子”,量子力学还停留在“越看越像玄学”阶段,甚至传言一些科学家“要向玄学找灵感”,这才有了“神棍”的生存空间。
光量子,简称光子,是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。1905年由爱因斯坦提出。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。光子静止质量为零。光子以光速运动,并具有能量、动量、质量。
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。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小, 频率越高, 能量越高。当一个光子被原子吸收时,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,具有电子跃迁的原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=mc2=hν,求出m=hν/c2,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。
根据量子场论,一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能γ光子,而一对高能γ光子在高温下亦可发生反应产生一对正反粒子。比如在T=1015K的温度下可发生光子向质子和中子等重子的转化。
“光子”和其他量子一样具有“波粒二象性”,这是目前人类认知微观世界的极限了。狭义相对论里,从波的角度看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;从粒子的角度看,光子静止质量为零,电荷为零,半衰期无限长。 光子是自旋为1的规范玻色子,因而轻子数、重子数和奇异数都为零。
双缝实验
“双缝实验”是著名光学实验。1807年,托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》,里面综合整理了他在光学方面的工作,并在里面第一次描述了双缝实验:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。现在在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。
托马斯·杨的著作点燃了革命的导火索,光的波动说在经过了百年的沉寂之后,终于又回到了历史舞台上来。但是它当时的日子并不好过,在微粒说仍然一统天下的年代,托马斯·杨的论文开始受尽了权威们的嘲笑和讽刺,被攻击为“荒唐”和“不合逻辑”。在近20年间竟然无人问津,托马斯·杨为了反驳专门撰写了论文,但是却无处发表,只好印成小册子。但是据说发行后“只卖出了一本”。
1818年菲涅耳(Augustin Fresnel,1788—1827)在巴黎科学院举行的一次以解释衍射现象为内容的科学竞赛中以光的干涉原理补充了惠更斯原理,提出了惠更斯-菲涅耳原理,完善了光的衍射理论并获得优胜。早于1817年在面对波动说与光的偏振现象的矛盾时,托马斯·杨觉察到如果光是横波或许问题可以得到解决,并把这一想法写信告诉了阿拉果(D.F.Ar***o,1786—1853),阿拉果立即把这一思想转告给了菲涅耳。于是当时已独自领悟到这一点的菲涅耳立即用这一***设解释了偏振现象,证明了光的横波特性,使得光的波动说进入一个新的时期......
也是人类科学已经达到我们“三维世界”的天花板,虽然托马斯·杨给我们带来“光子”的波粒二象性,但科技发达的今天我们依然无法在“微观世界”取得突破性的研究。
不过人类是聪明的,基础科学既然无法突破,那么就先研究“现象科学”,比如“墨子号”卫星就已经用“量子纠缠”来通讯了,量子计算机也已经实现,甚至现在已经研制出“时间晶体”了。就像原始人面对火一样,他们不知道火产生的原理,但却懂利用火来烧烤、照明......“光子”和其他量子也许真的不是我们这个文明维度可以研究透的,那么,就先“保留火种”或者“钻木取火”吧。
而对于我们普通人来说,手机好用就行,管你什么原理......你觉得呢?
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