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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:
回答于 2019-09-11 08:43:50
泻药。
题主的直觉也是很准啊!为什么一定是电荷而不是其他?哈哈 冥冥之中。。不过你别说还有点那个意思。
下图是一张电磁波谱(盗用乐乐老师一张图)频率从低到高。
既然声波和电磁波都是波,那我举个不恰当的例子,我们和声音的频率对比一下,可见光就像是我们能听到的声音,频率比可见光低的就相当于次声波,频率比可见光高的就相当于超声波。
为什么这么举例呢,后面会说到。
电磁学中说电磁波是通过偶极子震荡产生的。
偶极子是啥?就是一对符号相反的电荷或者“磁荷”,一正一反,紧紧相拥。。
一对符号相反的电荷、磁荷振荡产生了电磁波!题主冥冥之中的猜想还是有点靠谱的!
但是要想理解偶极子震荡如何电磁波还需要恶补一番。
准确的说我们单独说电荷的表示一种物理属性,在组成物质的微粒中,电荷就好比对象,有的人有,有的人没有。所以有的微粒带电有的不带电,其中带正电的叫做正电荷,带负电的叫做负电荷,单身狗就很可怜。。(严重跑题!)
同性相斥异性相吸。带正电的微粒会和带负电的微粒相互吸引,和一样带正电的微粒相互排斥。原因就是有对象的人身上存在一种光环,我们叫做“电场”,当然这个光环有正负之分。
(下图为有正对象之人)
(下图为有正对象和负对象之人相互吸引)
好了,偶极子有了,如何振动呢?
事实情况很糟糕,这些自由粒子过于调皮,一直无规则的运动啊,而且都是高速运动,并不是我们想要的周期振动,而且高速运动对于研究带电粒子的受力分析很吃力,不过在研究的过程中,通过一种变换可以得到一种新的场,对于研究运动中的带电粒子很好用,这种变换就叫做“洛伦兹变换”,通过洛伦兹变换,得出一种运动中的场,就是“磁场”。所以,磁场是电场的相对论效应。(看过我视频的童鞋对洛伦兹变换并不陌生吧。)
只要一个物体不是绝对零度,组成它的基本粒子就会一直运动,带点粒子运动产生磁场,磁场的运动又会是电荷本身和其他电荷受力运动,感应出了电流,从而产生电场,一直如此往复。。
像上面所说的不断转化的电场和磁场统称为电磁场,转过的过程就叫做电磁振荡。这个过程就会产生电磁波。所以本质上电磁波的产生就是由于电偶极子的振动。你看你看,题主对了吧。
但是这个过程产生的电磁波因为频率很低,而且很不稳定,就像是一个人说话一会儿男人一会儿女人,所以没什么实际用途,唯一一点,你知道有温度的物体一直在辐射电磁波就可以了。
我们如果想要得到稳定频率的电磁波就需要特定的手段,就比如LC振荡电路可以产生无线电波,能级的跃迁产生光子等等。。(具体看李老师答案)
至此,我应该可以交卷了,不过,你可能存在一个问题:电磁波的产生是因为偶极子的振动,光的产生是因为能级跃迁,光又是电磁波,这两个答案不矛盾吗?
个人认为并不矛盾,观点有二:
1、理论上通过LC震荡电路可以得到所有电磁波,只不过你无法做到电感和电容都很小啊,看公式:
这就好比,我们通过敲桌子想要得到海豚音,把桌子敲碎了臣妾也做不到啊。
2、偶极子振动是经典电磁学的解释,偏宏观一些,更多考虑了波动性;而光是由于能级跃迁的解释来源于量子力学,偏粒子性。个人认为,电子在势阱中的表现可以看做是偶极的振荡,这就好比经典力学和相对论,两种时空观吧。
妈咪叔专注通俗易懂趣味科学科普。
科学的基本观念本质上大都很简单,通常都可以用人人皆知的语言来表达。——爱因斯坦
回答于 2019-09-11 08:43:50
不能!
光的本质来源建立在正确的宇宙空间构成理论上,而后者正是如今物理学界没有走出的迷宫。
光是构成物质的比电子更小更基本的能量粒子团或能量粒子在扩散时或热运动中对构成空间的刚性极大的基本粒子的撞击而由基本粒子传递的撞击力。这种力的产生依赖于能量粒子热运动的强度和对于基本粒子碰撞的频率,而力的释放同样取决于物质所含能量粒子与基本粒子接触的概率和热运动的强度。光产生于能量(包含物质中的能量)、传播于空间、终止于能量(包含物质中的能量)。光在太空中只有力的属性:大小、方向和周期,只有被物质的能量粒子团以一定概率接受并释放后才表现出光的频率、强度等属性。电子等质量体积非常小的能量粒子团被原子核和宇宙杂散光共同作用呈现电子云这种轨迹复杂多变的运动形式。电荷其实同光一样,也是被传导的力,这种力的来源是物质不同体积质量的能量粒子团相互之间的斥力,这种力的传播介质是物质间的能量粒子团,在电子之间传递作用最强,应该归属在物质内部传递的内力,而光则是远距离物质间通过空间传递的外力。周期性变化的内力并不会引起小尺度空间结构的共振,所以空间中电场会迅速减弱。而光作为周期性变化的物质间外力则非常容易在更小尺度的空间结构中引起共振传导,所以,太空是光的良导体,是电的绝缘体,而金属因自由电子量多且活跃,成为电的良导体,但却是光的绝缘体。纯原创理论,欢迎关注讨论,共同揭示宇宙奥秘。
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