光是怎么产生的?

如题所述

光是能量,能量大小由光子的频率决定,很多能量转移过程中都有光子的产生,当光子的数目达到一定程度且频率在人能感受的范围中时,就成了生活中肉眼所见到的光,贝达衰变时放出的光子数目太少,我们不能看见,紫外光,红外线频率在人眼感觉范围之外,我们也不能见到.

我们看到的太阳光是太阳最薄的光球层发出的,那里的物质是等离子态,即原子被电离为原子核和电子,由于电子在原子核中是按量子能级分布,当一个原来被电离的自由电子进入原子的能级中时,电子能量降低,有能来能量守恒,这个过程产生一个特定频率的光子,由于电子能量的连续性分布和量子轨道的不唯一性,太阳发出各个频率段的光子,也就有了人眼中的各种色彩.

光子是能量的携带者,而光在微观上就表现为光子,所以光与能量的释放与转换分不开的。

光是一个物理学名词,其本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光,是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁(jump)到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量;反之,电子跃迁。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位,从激发态到达稳定态,电子就不动了;反之,电子会再次跃迁回之前的轨道,并且以波的形式释放能量。

19世纪物理学界的巨人之一——苏格兰物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦(J. C. Maxwell)的研究成果问世,物理学家们才对光学定律有了确定的了解。从某些意义上来说,麦克斯韦正是迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的对立面。法拉第在试验中有着惊人的直觉却完全没有受过正式训练,而与法拉第同时代的麦克斯韦则是高等数学的大师。他在剑桥大学上学时擅长数学物理,在那里艾萨克·牛顿于两个世纪之前完成了自己的工作。

牛顿发明了微积分。微积分以“微分方程”的语言来表述,描述事物在时间和空间中如何顺利地经历细微的变化。海洋波浪、液体、气体和炮弹的运动都可以用微分方程的语言进行描述。麦克斯韦抱着清晰的目标开始了工作——用精确的微分方程表达法拉第革命性的研究结果和他的立场。

麦克斯韦从法拉第得出的电场可以转变为磁场且反之亦然这一发现着手。他采用了法拉第对于力场的描述,并且用微分方程的精确语言重写,得出了现代科学中最重要的方程组之一。它们是一组8个看起来十分艰深的方程式。世界上的每一位物理学家和工程师在研究生阶段学习掌握电磁学时都必须努力消化这些方程式。

随后,麦克斯韦向自己提出了具有决定性意义的问题:如果磁场可以转变为电场,并且反之亦然,那若它们被永远不断地相互转变会发生什么情况?麦克斯韦发现这些电——磁场会制造出一种波,与海洋波十分类似。令他吃惊的是,他计算了这些波的速度,发现那正是光的速度!在1864年发现这一事实后,他预言性地写道:“这一速度与光速如此接近,看来我们有充分的理由相信光本身是一种电磁干扰。”

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