淘客熙熙

主题:【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么? -- 月色溶溶

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家园 对啥啊,这么理解波粒二象性,大概波尔都得被气活过来。

底下,沉宝说的全部正确,是教科书的标准答案,蚂蚁老兄谈的历史多了一点,但也都对。但我很惊讶,到现在为止,包括上面冷原子这样的明显专业人士,都没有提到不确定原理和玻色子费米子。

我觉得,最简单的理解波粒二象性的方法,就是把电磁波全部想象成光子,所谓的波就是几率波。按照量子力学,一切皆有可能,impossible is nothing,物质不再拥有确定的位置和动量(或者任何其他的共轭量,比如能量和时间),而是有一个几率分布。对光子来说,这个几率分布一直在随时间空间振动,所以形成了几率波(严格来说,几率波振幅的平方才是几率)。光子和一般物质最大的不同在于,光子是玻色子,组成一般物质的电子质子中子都是费米子,光子的数目是不守恒的,我们可以凭空创造或者湮灭一个光子,但我们不可能凭空创造或者湮灭一个费米子。这从某种意义上说,继承了古老的力和物质的二分法。

实际问题中,场和物质的相互作用非常复杂,有的时候我们用光子的角度考虑,比如光电效应,或者拉曼散射,有的时候我们用场的角度考虑,比如光的折射反射。大体上来说,光子能量不等于物质分子的能级差时,可以用场的近似,具体情况不详,俺也要静等学过二次量子化的大牛来解释。但总的来说,按照热力学第二定律,条条大路通罗马,错了,是条条大路通热能。所有的能量形式最终都逃不脱变成热的命运。

那个辐射的问题,俺多说一句,沉宝同学只是回答了你的问题,他所有提到辐射的地方都是指热辐射。热辐射的波长分布有一极大值,这个极大值是由物体的温度唯一确定的,热辐射还有一个性质,对于任何波长,温度高的物体的辐射强度都高于温度低的物体,比如太阳和铁水,虽然太阳的辐射极强在绿光处,铁水的辐射极强在红光处,但太阳在红光处的辐射还是要强于铁水的。顺便说一下,宇宙也是有温度的哦,宇宙的温度就是通过测量宇宙的背景辐射算出来的,大概是3K左右。

电磁辐射还有很多种,最经典的比如电子振荡产生的辐射,手机雷达微波炉都产生电磁辐射,但这些可不是热辐射。或者前一段时间经常导致大家去散步的高压电线的辐射,你可千万别说我知道了,温度越低辐射越小,我们用冰块把高压电线包起来就好了,不用去散步了。

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