光是一种粒子(光子)的振动,就象空气振动形成声。2、光是物质例如某原子某激发态的能量(叫能级)为E3,基态为E0,那么,原子由激发态跃迁到基态释放的光子能量为:E=E3-E0发光频率 v:由E=hv得v=E/h (h为Plank常数)由Einstein质能关系公式E=mc^2 (c为光速)光子运动质量m=E/c^2=hv/c^2光子的动量P=mc=hv/c光子的能量E=hv光子是物质,有质量,有动量,有能量,可以和其他粒子碰撞同样遵循动量守恒和能量守恒(康普顿散射实验)。
现在将光和物质波进行对比,光具有波粒二象性,微观粒子也具有波粒二象性。光也具有波粒二象性,那么光子就是光波本身,并非有一个另外的光波伴随着(或引导着)光子,光子的速度也就是光波(电磁波)的速度,光波(电磁波)是真实的物理存在,它就是电场和磁场在空间中交替的波动(就是场的波动),就用电磁波本身就能完全描述清楚,并不是为了研究方便才引入的这个波,也没必要再引入另外一个波函数来描述光波(电磁波)了。
5. 1923年德布罗意提出物质波,认为所有物质都对应着一种波,标志着“波粒二象性”概念的建立,光既是粒子也是波。光电效应的解释是,光是一种粒子(光子),每个光子都具有一个特定的能量值,这个值只和这个光子的频率有关(光子哪来频率??如果改变入射光的频率,相当于改变了每个光子的能量,频率越高光子能量越大,如果光子的能量太小(频率低于那个阈值),就不能激发光电子,光电效应就没有了,这也符合实验现象。
21、波长、频率、波速三者之间的关系:v=λf=λ/T,其中波速仅由介质决定(电磁波还与波的频率有关),频率仅由波源决定,波长则由二者共同决定,机械波从一种介质进入另一种介质,频率并不改变,但由于波速变了,所以波长会改变。68、光疏介质和光密介质:折射率较大的介质称为光密介质,折射率较小的介质称为光疏介质,光在光疏介质中的传播速度比光密介质中的大,发生折射时,光疏介质中的角大。25、光电效应显示了光的粒子性。
光的波动性和微粒性。光是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量E跟光的频率ν成正比:E=hν。(1)光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振表明光是一种波;(2)正确理解波粒二象性-----波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。⑷由光子的能量E=hν,光子的动量表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量--频率ν和波长λ。
必须注意,质量亏损指的是原子核的质量亏损而不是原子的质量亏损,由于很多习题(包括课本上的练习题)都是用原子的质量或原子量来代替原子核的质量来计算质量亏损的,因此很多同学在解题过程中就错认为原子的质量就是原子核的质量而导致计算错误。已知a光的频率小于b光的频率。24. 频率为 的光子,具有的能量为 ,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射,散射后的光子(  )
八、光的波粒二象性。波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。⑷由光子的能量E=hν,光子的动量表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去,得出物质波(德布罗意波)的概念:任何一个运动着的物体都有一种波与它对应,该波的波长λ=h/p。
光是一种微粒流,微粒从光源飞出来,在均匀物质内以力学定律作等速直线运动。20世纪初,为解释炽热物体辐射能量按波长分布这样重要的问题,普朗克提出了辐射的量子论,他认为各种频率的电磁波,包括光波,只能以完全的一定份量的能量向外辐射,这种能量微粒称为“量子”,光的量子称为“光子”。光是电磁波,电磁波具有振动方向(偏振性)、频率波长和速度的属性。光子的能量与光波的频率成正比,或与波长成反比;
什么是波粒二象性?于是,在爱因斯坦提出了光子学说之后,人们认识到光不光具有波动性,也具有粒子性,于是就称为波粒二像性。但是自然界就是这么神奇,就好像法拉第发现了变化的磁场可以产生电场,麦克斯韦就联想到变化的电场也能产生磁场一样,一位年轻的法国学者大胆的预言:不只光具有波粒二象形,实物粒子也有波粒二象性。物质的粒子性由动量P代表(质量与速度的乘积),波动性由波长λ代表,并且二者的乘积等于普朗克常数h.
改变世界的方程式__2012年10月26日。德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时发现,光(能量)的辐射是不连续的,呈现一份一份式的发射,他把它称为“能束”,普朗克认为,能量被“量子”化了。普朗克用一个简单的方程式来表达光能量与频率的关系:德布罗意运用简单的普朗克方程式和爱因斯坦方程式,构成了它自己的方程式:这个方程式决定“对应”于物质波的波长,这个方程式说的事情很简单,粒子的动量越大,其对应波的波长就越短。
光的波动性是电磁波,不同的波长、频率的电磁波代表了不同的光。波长从380nm~760nm的电磁波,不同的波长对应出不同的颜色,从长到短为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。决定电磁波是否有害的因素是电磁波的波动性和粒子性,一般来说,粒子性强的电磁波对人有很大的伤害,而决定电磁波粒子性和波动性强弱是电磁波的频率。电脑、手机等电子产品有辐射,但辐射出的电磁波频率非常低,波长非常长,因此这种电磁波无害。
爱因斯坦是19世纪最伟大的科学家之一,虽然光子的理论是爱因斯坦首先提出来的,爱因斯坦一生也与光子纠缠不清,但直到他去世,都没有弄明白光子。光子是携带电磁波能量的粒子,由光子组成的电磁波能在一个空间中扩散。电磁波的传播速度与光子的运动速度是相同的,如果光子绕道而电磁波仍然是以光速传播,那么光子绕道而行岂不是超越了光速。人类没办法能捕捉到一个静止的光子,因为爱因斯坦指出,光子没有静止质量,只有运动质量。
量子力学告诉你:你的身体也是波粒二象性的。电磁场的传播子是光子,光子是一份份运动的能量,这些能量通过质能方程E=MC2转换成光子的质量,并且具有波粒二象性。电磁波其实就是核外电子辐射出的一份基本能量,电子是带负电的电荷,电子总是在运动,那么电子就会产生变化的电场,进而导致变化的磁场,变化的磁场又产生变化的电场,就这样电磁场就传播开来了,电磁场可以传播能量,这能量就是光子。
不同能量的光子具有不同的频率,也即光子的频率和光子的能量是一一对应的。也就是说,红橙黄绿青蓝紫的光波长依次减小,光子频率依次增大,光子能量也依次增大。由于不同的自由电子通常具有不同的能量,当自由电子进入原子核能级中释放出来的能量较大时,那么对应所发出的光子能量也大,所以当一系列的具有不同能量的自由电子都经历此状况时便会发出五颜六色的可见光以及我们不能看到的电磁波。
为何光速是宇宙第一快?另外,当我们说“光”的时候,一般都是指“可见光”,其实可见光只占有整个电磁频谱的极小部分,只是电磁辐射的少数典型。可见光位于频谱的中间,波长介于400至700纳米,大概是细菌那么大。从物理的角度看,这些不同的电磁波都是一样的,它们都具有“波粒二象性”,也以光速“c”前进,仅仅是频率不同。就是说,当光从蜡烛中出来的时候,不会从零加速到光速,产生的瞬间光就已经是光速前进。
波长的偏移为波长的偏移只与散射角 有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长 无关,= 0.0241?=2.41×10-3nm(实验值)称为电子的Compton波长只有当入射波长 与 可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。(5)光子理论对康普顿效应的解释①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。
光的干涉、衍射和偏振现象证明了光在传播过程中具有波动特性,我们是用波长(或频率)和相位这两个特征量来描述的,另一方面,光在传播过程中,又表现出光的直线传播定律、反射定律(包括光路可逆原理)的折射定律,我们是用光线和波面这两个特征量来描述的,这就是几何光学,以称射线光学,也就是传统意义上的应用光学。光学的发展大致可换分为5个时期:萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期。
从量子到宇宙:爱因斯坦的光子理论2017-10-24火星五号。因为每一个光子的能量都是固定的hν,那么光照射到金属表面,金属所受到的打击主要取决于单个光子的能量而不是光的强度,光的强度只是光子流的密度而已。因为光子能量是hν,所以被光子打出来的电子的动能就与光的频率ν成正比,而与光强无关。其实推导光子的动量公式对爱因斯坦来说相当容易,他将自己的得意之作狭义相对论中的质能方程用在光子身上,得到光子动能为,
王令隽:反量子论我有钢鞭(摘要)王令隽:反量子论我有钢鞭(摘要)普朗克的公式和推导只假定黑体中的光辐射能量可以量子化,黑体辐射的总体能量等于这些量子化的能量的总和。爱因斯坦的光电效应实验的解释也只要求金属中的电子吸收量子化了的能量,并不要求光是粒子。在我们对金属表面的微观结构还不太清楚的情况下,不妨把爱因斯坦的光电效应理论当著一个现象逻辑性的理论接受,而不能把他当作光是粒子的证明。
光子。光子的波动性有光子的衍射而证明,光子的粒子性是由光电效应证明。在2月28日出版的美国《物理学评论快报》(PhysicalReviewLetters) 上,有专文介绍说:“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明,在任何情况下,光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克,这一结果是之前已知的光子质量上限的1/20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法,在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限,进一步提高了至少一个数量级。
为什么说普朗克是天才,他通过研究电磁波提出了颠覆性的理论!普朗克的发现为光子的发现铺平了道路。当光子被吸收时,它的能量转移到那个原子或分子上。因为能量是量子化的,光子的全部能量就转移了(记住我们不能转移量子的一部分,这是可能的最小的单个“能量包”)。当一个原子或分子失去能量时,它会发出光子,光子携带的能量恰好等于原子或分子的能量损失。这种关系由普朗克著名方程给出:E=hν,其中h是普朗克常量ν是频率。
关于光本质的百年探索史。然而情况其实并没有那么糟糕,光的本质问题当然曾经在数百年里难倒了世界上最伟大的一些物理学家,但在过去的150年间,科学界在对光的本质研究方面取得了一系列的突破性进展,向世人揭示了光的神秘本质。这基本上可以说是最终解答了光的本质问题。成对的纠缠粒子之间,任一成员粒子的状态发生改变都会立即引起另一个粒子的相应变化,这种影响不受时间与距离限制透过云层的光:它究竟是波还是粒子?
光子是宇宙基本的物质单位和能量单位,光子是能量球吸收和发射的粒子,光子的光速惯性碰撞运动使能量球获得反作用力而实现运动。光速运动的光子是脱去光毛的光子,是紧实圆滑和富有弹性的光子。宇宙中一切物体都存在辐射,辐射出的光子遍布宇宙空间,宇宙是光的宇宙,宇宙能量是光子的动能,所谓的暗物质,暗能量,背景辐射等都是光子的运动表现。光子是由基子组成的,原始光子是种毛光子,毛光子之间的组合形成能量球。
人类在探寻光的本质上未间断!到此时 人们不确定光的本质 到底是 波还是粒子?恰好,那时候普朗克提出了量子化的概念,爱因斯坦就立马运用了量子化的概念去解释光电效应,认为光是由光子(光量子)组成的,光子的静止质量为0 ,光子有运动质量,光子从一诞生就是以光速前进着,光子一个一个的打到金属表面的电子上,电子吸收光子的能量,如果吸收的能量大于原子核的束缚能,那么电子就脱离原子核的束缚,逃出到金属的表面。
波粒二象性与德布罗意波光的本质究竟是什么?光电效应方程E=hv-w0(其中w0表示的是逸出功)光电效应方程大大说明了光具粒子性的特点,因为它具有一定的动能,而动能便是粒子性最大的特点,后来美国物理学家密里根通过光电效应实验得到了最大动能与频率所产生的关系线,从而证实了爱因斯坦的方程成立,并且可以通过此方程反求出普朗克常量,因此爱因斯坦获得了1923年的诺贝尔物理学奖。
波粒二象性的诺奖史:光的粒子性要多久才被认可?他写到:“毫不意外,康普顿理论与观测结果的相符将会导致那些不追求理论严谨的物理学家们认为,光波动理论和光粒子理论的长期争论将要终结。这些物理学家将康普顿的发现视作光粒子理论是正确的关键证据。如果这种期望最终实现,那么毫无疑问康普顿就是整个辐射理论发展的关键转折点。”奥森打算证明情况并非如此。光的波粒二象性被扩展到物质中,在物质中也存在类似的波粒二象性。
光波碰到物体时发生的情况,取决于光波的能量、电子在物体材料中振动的自然频率,以及材料中的原子把持电子的强度。透射——如果入射光波的频率或能量远高于或远低于让材料中的电子振动所需的频率,那电子就不会吸取光的能量,光波也会毫无变化地穿过材料。在材料内的光波部分减速时,物体外的光波部分还保持着原有频率,于是就产生了这样的效果:物体内的光波部分弯向法线——法线是一条人为虚构的直线,垂直伸向物体表面。
物质波本性研究的新发现(下) 二、粒子衍射实验中产生的环条形衍射现象是电磁波的干涉和衍射形成的有关物质波的衍射实验现象发现,电子穿过晶体狭缝产生衍射的环形条纹与X射线穿过晶体光栅狭缝产生衍射的环形条纹非常相似,而X射线的实质是电磁波,这就说明穿过晶体产生环条形衍射的电子波实质上有可能是电磁波。假如是象上面分析的粒子波那样,那么粒子波在空间介质中传播时能够形成垂直于粒子运动方向的环条形图样吗?