看了一些科普,能不能理解為電場和垂直的磁場上下推動光子進行直線運動
知乎上類似問題我見過兩個。
比如這個 給你找的
看了遍補充描述:
不是推動光子啊,電磁場本身就是物質(光子)
另外光/電磁波也有波粒二象性, 不是說電磁場推動光子,而是他們(變化的電磁場)在特定情況下可以看做為光子。
也是理論對某些無法解釋現象的妥協。
這是光學講的:
一些情況下突出顯示波動性:干涉,衍射等 波動性特點:波長l 頻率n 振幅E0一些情況下突出顯示粒子性:光電效應等 粒子性特點:能量e 動量P 數量N總結:電磁波不是經典的波,也不是經典的粒子。
一些情況下突出顯示波動性:干涉,衍射等
粒子性特點:能量e 動量P 數量N
後來我問電動力學老師說的:
舉幾個例子:電磁波(光)與物質相互作用分以下幾種情況。
列個時間軸:幾種理論被提出的時間(後來都已經被證實)
1900-普朗克輻射公式與能量子-普朗克
1905-光電效應-愛因斯坦
1920-康普頓效應-康普頓
1924-物質波-德布羅意
普朗克能量子概念——是愛因斯坦解釋光電效應,提出光量子的基礎。
康普頓效應則證明了光量子理論是正確的。
你可以看到表上是這樣描述物理過程:xx碰撞
光電效應在後面我已經詳細介紹了
在這裡說康普頓效應,這也是經典理論無法解釋的一個現象。
算了我不詳細說了,簡單來說:
現象:特定條件下,光入射物質後發生頻率變化的現象
按經典電磁理論,帶電粒子受到入射電磁波的作用而發生受迫振動,從而向各個方向輻射電磁波,散射束的頻率應與入射束頻率相同,帶電粒子僅起能量傳遞的作用。
量子理論的解釋:光入射原子,和原子中電子碰撞,能量發生交換造成光頻率變化。
康普頓效應的意義:
下面的光電效應對於理解電磁波更重要:
人類認識光的波粒二象性是一個過程,物理是人類認知世界的過程,了解物理概念最好的方法就是回顧歷史。
我也回顧一遍歷史,就講一遍。
我們回顧一下光量子也就是所謂的光子是哪來的概念?
光子是愛因斯坦解釋光電效應時候提出的概念。
光波粒二象性的歷史:
光電效應:光照射某些金屬時能從表面釋放出電子的效應,產生的電子稱為光電子。
實驗特點:
經典理論的困難:
愛因斯坦的量子解釋:
Einstein擺脫經典電磁理論的束縛。在1905年3月,發表「關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點」論文。寫道,「關於黑體輻射,光致發光,紫外光產生陰極射線, 以及其它一些有關光的產生和轉化的現象的觀察,如果用光的能量在空間不是連續分布的假設來解釋,似乎就更好理解。」「從點光源射出的光束的能量,在傳播中不是連續分布在越來越大的空間中,而是由個數有限的局限在空間各點的能量子所組成。這些能量子能夠運動,但不能再分割,只能整個地被吸收或產生出來。」
算了吧這個我看著都覺得莫名其妙
白話就是這樣:
光子射至金屬表面,一個光子攜帶的能量 將一 次性被一個電子吸收,若 (後者與材料屬性有關),電子立即逸出,無需時間積累(瞬時性).
也就是說,光不是連續被電子吸收,而是量子態的被電子吸收,這個理論解釋了為什麼光電效應會有「奇怪」的實驗現象。
那麼為什麼就確定光可以被看作為「粒子」呢
這就是要說到光壓了:
光壓:
光子流產生的壓強——在單位時間內傳遞給單位面積器壁面的動量。
1900年列別捷夫首先通過實驗證實了光壓的存在。 這表明:光不但有能量,而且確實還有動量。這有力地直接照明了光的物質性,證明了光和電子、原子、分子等實物一樣,是物質的不同形式。光——物質。光壓的產生是光子把它的動量傳給物體的結果。
還有就是之前的康普頓效應。
累死了。
在經典電磁場理論中,電磁波在發射和接收之間傳播時有個特性,大部分傳播的能量集中在有限的區域內,該區域稱為菲涅爾區。菲涅爾區橫截面的半徑與波長相關,頻率低時半徑比較大,認為是波的特性,當頻率足夠高時,半徑越來越小,完全可以認為是直線傳播。此時的電磁波就可以視為光子了吧?從經典電磁場理解,光子就是能量比較集中的電磁場啊
電磁波教科書式的解釋是錯誤的,曉話123論場速可變的相對性原理論述了磁場只是運動電荷在場中的輻射場,電磁波的運動就變得簡單明了,比如光子的運動為光子的直線運動加高速旋轉,直線運動傳播變化的電場,高速旋轉傳遞變化的磁場。
電磁波就是交變的電磁場,電場和磁場長啥樣,它就長啥樣。光只是電磁波中的一段。您看光長啥樣,電磁波應該跟它差不多。場推動粒子的設想是錯誤的。物質具有波粒二象性,不可把它們分割開來。
我認為不能那樣理解。
如果你這裡說的什麼樣子指的是什麼形態,或形狀,或詳細的運動路徑。我的印象中,我看過的典籍類或嚴肅的科學書籍中還沒有這方面的描述。
我個人認為:完全的真空不存在,電磁波(光)也是靠介質傳遞的。有實物介質,如玻璃、水、空氣等等,也有非實物介質。非實物介質由我們現在還不知道的,一些更小的粒子組成,中微子也許就是其中的一種。也許中微子還可以再分解。人類發現基本粒子的時間並不長,才一兩百年的歷史。現在並不是終點,我相信以後的幾百年內還會有更多的,以及更小的基本粒子能夠被發現。
光也是靠介質傳遞,從這一點上看,光子或者稱光波子,它的形狀應該更象聲子。畢竟聲音也是靠介質傳遞的,當然,聲子是什麼樣的,現在人們也不能確定。
很多介質能傳遞光,包括真空(非實物介質),但有些介質不能,如金屬。很多介質能傳遞聲音,包括金屬,但真空(非實物介質)不能傳遞聲音。
電生磁,磁生電,兩者聯繫十分密切,總是一併出現。也許兩者就是一個物體或者一個物系的兩個方面,就象原子,既有核外繞轉的電子,又有磁矩。也許每個光子或者稱光波子本身當中就有電場與磁場,不需要外部電場與磁場的推動。