什么是物理學(xué)中的光子?
光子是定義為電磁(或光)能量的離散束(或量子)的光粒子。光子總是在運(yùn)動(dòng)中,并且在真空(完全空的空間)中,對(duì)所有觀察者具有恒定的光速。光子以c=2.998×108m/s的真空速度(更通常稱(chēng)為光速)行進(jìn)。
光子的基本屬性
根據(jù)光的光子理論,光子:
- 表現(xiàn)得像一個(gè)粒子和一個(gè)波,同時(shí)
- 以恒定速度移動(dòng),c=2.9979 x 108m/s(即"光速"),在空空間
- 具有零質(zhì)量和靜止能量
- 攜帶能量和動(dòng)量,這也與電磁波的頻率(nu)和波長(zhǎng)(lamdba)有關(guān),由方程37 E 38 h nu 40和41 p 42 43 h 44/45 lambda 46表示。當(dāng)輻射被吸收/發(fā)射時(shí),可以破壞/產(chǎn)生類(lèi)粒子相互作用(即碰撞),如光粒子與原子碰撞的康普頓效應(yīng)電子的釋放。
光子歷史
術(shù)語(yǔ)光子是由吉爾伯特·劉易斯(Gilbert Lewis)于1926年創(chuàng)造的,盡管離散粒子形式的光的概念已經(jīng)存在了幾個(gè)世紀(jì),并且已經(jīng)在Newton'狗狗健康知識(shí)《光學(xué)科學(xué)構(gòu)建》中正式化。
然而,在19世紀(jì),光的波特性(通常意味著電磁輻射)變得非常明顯,科學(xué)家們基本上將光的粒子理論推向了窗戶。直到阿爾伯特·愛(ài)因斯坦解釋了光電效應(yīng),并意識(shí)到必須量化光能才能使粒子理論回歸。
Wave Particle Duplicity in Brief
如上所述,光具有波和粒子的特性。這是一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn),當(dāng)然超出了我們通常如何看待事物的領(lǐng)域。Billiard球充當(dāng)粒子,而海洋充當(dāng)波浪。光子一直充當(dāng)波和粒子(即使它很常見(jiàn)但基本上不正確,也可以說(shuō)它's"有時(shí)是波,有時(shí)是粒子"取決于哪些特征在給定時(shí)間更明顯)。
這種波粒子二元性(或粒子波二元性)的影響之一是光子雖然被視為粒子,但可以計(jì)算出具有頻率,波長(zhǎng),振幅和波力學(xué)中固有的其他屬性。
有趣的光子事實(shí)
光子是一個(gè)基本粒子,盡管它沒(méi)有質(zhì)量。它不能單獨(dú)衰減,盡管光子的能量可以在與其他粒子相互作用時(shí)轉(zhuǎn)移(或被創(chuàng)造)。光子是電中性的,并且是與其反粒子反光子相同的稀有粒子之一。
光子是自旋-1粒子(使它們成為凸起),其自旋軸平行于行進(jìn)方向(向前或向后,取決于它是's a"左手");或"右手"光子)。這個(gè)特征是允許光偏振的。
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