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可见光作为一种特定频段的电磁波，能否被认为是由电荷的振动产生的？

电磁波,机械波,射线可见光作为一种特定频段的电磁波，能否被认为是由电荷的振动产生的？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 众所周知，声波作为机械波的一种形式，是由物体的振动产生的。同理，可见光作为一种特定频段的电磁波，能否也可以被认为是由电荷的振动产生的？
似乎现行的初中物理课本，声学部分都会明确提到“声音是由物体的振动产生的”。而光学部分，对于光源的具体机理，则一字不提。
很莫名其妙的样子！

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

题主提到：机械波的产生是由于物体的振动。机械波是在介质中传播的压力，也就是说，介质中一个质点振动，会带动附近的质点振动，因而由近及远形成波。比如我们抖一根绳子，绳子上的每个质点都因为受到前一个质点的力而运动，同时也会通过力使后一个质点振动起来。

声波、水波、弹簧波、地震波都是如此。因此，机械波要形成，不光要有波源，同时还要有能够传播机械波的介质。在真空中是不能传播机械波的。

光波不是机械波，而是电磁波。麦克斯韦提出：振荡的电场和磁场可以相互激发，向远处传播，从而形成电磁波。

电磁波由于是电场和磁场相互激发产生，因此不需要介质，在真空中也能传播。

电磁波在真空中的速度都是光速，每秒三十万公里，但是波长和频率各不相同。波长越长，频率就越小。人们按照电磁波的波长或频率可以将电磁波分为几类：无线电、光、X射线、伽玛射线

下面我们分别对这几种电磁波的产生原因做一个说明。

无线电波

无线电波波长最长、频率最低。我们的手机、电视、广播等都使用无线电进行通信。无线电波的产生方式是LC振荡电路，也就是题主所说的“电荷周期性振动”

在一个电路中串联一个电容器C和一个电感L，由于电容和电感的作用，电路中会产生周期性的电流，对电容器反复充电和放电。根据经典电动力学，此时就会产生变化的电磁场，从而形成电磁波。在收音机、手机里都有这样的装置，只是我们还需要对信号进行调制。

光

我们可以把红外线、可见光、紫外线都称作光。在这个波长频率范围内，LC回路已经无能为力了，只有原子外层电子跃迁才能产生。比如我们常见的日光灯管，就是汞原子受到电子撞击而激发，当它从激发态回到基态时，就会发出紫外线。紫外先再撞击荧光粉，就会使荧光粉发出可见光。

关于原子能级的理论，最早是玻尔为了解释氢光谱而提出的，它认为电子在原子外围存在不同的轨道，不同的轨道能量不同。电子在每个轨道上运动时，都不会发出电磁波；只有电子在两个轨道之间跃迁时，才会吸收或者辐射电磁波。

当时人们还不能完全理解这个理论，因为这与传统电动力学的观点不同。不过现在人们已经认识到，在微观世界必须抛弃传统理论，而使用量子力学。

X射线

X射线最早是由伦琴发现的，所以也称为伦琴射线。伦琴不光发现了X射线，还拍摄了第一个X照片，是给他老婆的手拍摄的。

X射线的波长比光还要短，能量更大。它的是由于原子的内层电子跃迁产生。目前X射线的主要应用在安检和医疗上的透视。

伽玛射线

伽玛射线波长最短，频率最高，能量最大，穿透力最强。它是由于原子核跃迁产生的。就像原子的外层电子一样，原子核也具有能级。如果原子核从高能级回到基态，也会发出电磁波，因为这种能量非常巨大，所以形成的电磁波波长很短，就形成了伽玛射线。

伽玛射线目前在医疗上用于杀死癌症细胞，在工业上主要用于金属探伤机。由于伽玛射线能够使基因变异，很多电影都以此为主题展开想象，比如曼哈顿博士、神奇四侠、绿巨人， 都是传说因为伽玛射线照射而具有神奇的能力。

但事实上，原子弹爆炸时，杀伤力之一就是伽玛射线。人在大剂量伽玛射线照射下必死无疑。

综上所述，在长波长、小频率的电磁波，满足经典电动力学时，的确是电荷周期性振动产生的。但光、X射线、伽玛射线这种短波长、大频率的电磁波，都是原子或原子核进行能级跃迁时发出的，所满足的规律是量子力学。题主说初中书上“只字未提”，的确，因为这是写在高中书上的。

回答于 2019-09-11 08:43:50

你好，你问题中提到：“众所周知，声波作为机械波的一种形式，是由物体的振动产生的。同理，可见光作为一种特定频段的电磁波，能否也可以被认为是由电荷的振动产生的？”这个理解不对。

声波属于机械波，同样的还有水波，绳波，弹簧波，地震波，他们都属于机械波。机械波是机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波的产生源于波源物体的振动，机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播。机械波可以是横波，也可以是纵波。

可见光属于电磁波，电磁波由电磁振荡产生，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;

是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场，电磁波在真空中速率固定，速度为光速。

电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。

电子能级跃迁中，当其能阶跃迁过辐射临界点，便以光的形式向外辐射，此阶段波体为光子。不同能级跃迁，释放（吸收）光波频率不同。




太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态，电磁波不依靠介质传播，在真空中的传播速度等同于光速。电磁辐射由低频率到高频率，主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波，称为可见光(波长380~780nm)。电磁辐射量与温度有关，通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射，温度越高辐射量越大，但大多不能被肉眼观察到。

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