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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 我觉得基本上说

如果真的把平面波当作一个脉冲来看的话,那它的体积就是无穷大。事实上实际的脉冲都是有有限体积的。实际中不存在真正意义上的单一的平面波,但是我们可以把任何一个脉冲写成若干平面波的叠加,这会为我们的计算带来很多方便。

光子概率分布,这不是个有严格定义的概念。事实上光子和普通粒子的重要区别之一,就在于光子是没有“位置”这个概念的,至少很多人认为没有。我觉得把光脉冲的体积定义为能量分布的特征体积可能更为合理。

家园 声子?

头一次听说。如果没有空气,声波还存在吗?

家园 不知道他是不是指的phonon

量子化嘛,phonon就是晶格振动的量子化形式。

家园 给坐沙发的沉宝送花

3.是不是任何东西都会发出电磁波?

是的。任何温度高于绝对零度(大约摄氏零下273.15℃)的物体都会发出电磁波,这叫热辐射。

家园 闲谈电磁波

首先回答你第一个问题:电磁波分为很多种,随着频率的变大,波长的变小,电磁波的表现是不同的。波长越长,意味着频率低,是反比例关系的。波长的符号叫λ(兰姆达)。电磁波是电场与磁场在自由空间振荡且垂直的一种结合。你可以认为这两种能量在自由空间是垂直的。数学上称之为向量积。然后频率越高波长越短,到达一定程度变成微波,再短就成红外线,再短变成可见光,再短变成紫外线...射线...。电磁波可以在大部分介质中传播。只是会产生不同的衰减。而且在传输过程中也会出现反射,绕射等等。高频电磁波经过大片树林时,会产生所谓的费涅尔区。一般来说,我们的生活空间里布满了不同的电磁波。电磁波会产生辐射,你只要不是处于天线主瓣的近距离区域,对身体是没什么影响的。

第二个问题:电磁波是怎么产生的?电磁波产生的原理是麦克斯维方程组。用几组方程分别表示电场,磁场,以及互相变化激发产生对方的规律。 即变化的一种(电or磁)场可以激发产生另外一种涡旋的(磁or电)场。

我们普通人理解的电路分正负极,那产生场的东西叫什么呢?它叫谐振腔。这里腔体是金属的闭合空间。里面所谓的“电路”,就是一些凸凹的原器件。外部有电极,可以在腔体的某处开个口,接上馈线,连上天线,微波能量就可能沿着馈线的内导体震动的传输出去了。

是不是所有的东西都有产生波?电磁学研究称:只要温度大于绝对零度的物体就会产生电磁波。因为在绝对零度时,所有的粒子就呈基态了。所有的物质都成为一种形态了,不像外面辐射能量。绝对零度是不可达的,时间或许都会停止。

家园 回答第一个问题

第二个问题我不知道,因为学的不是理科。那么深刻的问题,没思考过。

第一个问题,郭嘉兄说的很多,我想补充些。电磁场和波其实是分不开的,开始的时候,从库伦,高斯,法拉第这些人做了很多的实验,总结了一系列的方程出来,然后maxwell横空出世,将这些内容总结了出来,就是maxwell的四个二阶的偏微分方程组了。这套方程组解出来的结果就是波动方程了。这说明电磁场这个东西在传播。。。

这其实是从数学上得到的。然后过了大概十几年,赫兹这个家伙用实验证明了电磁波的存在。所以,电磁波的出现是从数学开始,然后用实验证明的。它是什么,教科书说是物质,我觉得应该是物质的一种吧,但是绝对是摸不到的。它的传播不需要物质。

产生电磁波,一般是高频的电流就可以了。

家园 为什么高频电磁波通过树林会

产生所谓的费涅尔区。是有一定排布规律的树林还是,类似树林的物体。人工林行不行?

纯粹好奇

家园 关于费涅尔区

人工林不行,因为树木里饱含水份,形同离散的立体水障,人工林是塑料的。低频信号的影响不大。一般对高频信号有影响,类似微波炉的频段2.4Ghz以上吧,好久没读资料了,具体您参考一下这个外链出处.

家园 谢谢
家园 这是个让人想不清的东东

我比较笨,一直想不清能量的本质是什么。不要告诉我发热发光电流就是能量,我觉得他们只是能量的载体,能量什么?科学家用一步一步接近本质的表相来描述本质,结果感觉有时像摸到了本质,但总是离本质差那么一点点。

家园 电磁波不需要介质,可以在真空中传播;任何物体,包括黑洞都

是有电磁辐射的。

家园 能量和质量是同一个东西,爱因斯坦的相对论就是说这个的
家园 还有能量的原因,X光光子的能量远高于可见光光子

不过即使是可见光,光子数超过一定值也会引起不妙的后果,比如雪盲。

家园 赞同,脱离数学表述,是说不清楚量子力学和相对论的
家园 关于这个人择原理和完美宇宙,说点搞笑的,曾经听某牛人提起

他做了一个很有趣的计算,如果修改电子的电荷数到某个值(记不太清),则重原子核不能稳定存在,铀钚这些核武器的原材料也就不能稳定存在了,所以从这一点上来说,我们的宇宙还不够完美,让我们这些智能生物有可能用核武器自我毁灭。

换句话说,可能还存在一个更完美的宇宙,和我们的相比,那里的地球没有核武器。

具体怎么算的他没说,不过倒是出了本通俗的书来说他的这个观点,叫Our Improbable Universe。

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