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光子创造

发布时间: 2021-02-28 00:15:47

㈠ 光子工作事情创造了多少游戏

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《绝地求生:刺激战场》(停服) [4]
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资料来自网络

㈡ 光子,光线是谁创造的,为什么世界上会有光这种东西.黑暗又是谁创造的

光线是由光子构成,是大自然创造的,因为大自然需要光,!!最后个问题我没办法回答
希望采纳

㈢ 什么是光子时代对人类有什么影响

在古代世界文明史上,玛雅文明似乎是从天而降,在最为辉煌繁盛之时,又戛然而止。哥伦布发现美洲大陆之前,这个伟大而神秘的民族,早已集体失踪。他们异常璀璨的文化也突然中断,给世界留下了巨大的困惑。 自从1839年美国人约翰·斯蒂芬斯在洪都拉斯的热带丛林第一次发现玛雅古文明遗址以来,世界各国考古人员在中美的丛林和荒原上共发现了170多处被弃的玛雅古代城市遗迹,并发现在公元前1000年到公元8世纪,玛雅人的文明足迹北起墨西哥的尤卡坦半岛,南至危地马拉、洪都拉斯,直达安第斯山脉。这个神秘的民族在南美的热带丛林建造了一座座规模令人咋舌的巨型建筑。雄伟壮观的提卡尔城,其电脑复原图出现在人们面前时,许多现代城市的设计师也自叹弗如。建于7世纪的帕伦克宫,殿面长100米,宽80米。乌克斯玛尔的总督府,由22500块石雕拼成精心设计的图案,分毫不差。奇琴·伊察的武士庙,屋顶虽已消失,那巍然耸立的1000根石柱仍然令人想起当年的气魄。这一切都使人感到,这是个不平凡的民族。 随着对玛雅文化的进一步考察,人们又惊奇地发现,几千年前的玛雅人竟有着无与伦比的数学造诣,有着独特的谜一样的文字。而且奇琴·伊察、提卡尔、帕伦克等地的巨型建筑也并非出自玛雅人的实际生活的需要、而是严格依照神奇的玛雅历法周期建造的。 玛雅人的历法和天文知识究竟精确到什么程度呢?他们把一年分为18个月,他们测算的地球年为365.2420天,现代人测算为365.2422天,误差仅0.0002天,就是说月000年的误差才仅仅一天。他们测算的金星年为584天,与现代人的测算50年内误差仅为7秒。这是个多么令人难以置信的数字!几千年前的玛雅人怎么能有这么精确的计算他们还保持着一种特殊的宗教纪年法,一年分为13个月,每月20天,称为“佐尔金年”。这种历法从何而来,实在令人不解。 因为这种年法不是以地球上所观察到的任何一种天体的运行为依据的。以致有人变为,“佐尔金年”历法是玛雅人的祖先依据另一个至今我们尚不知道的星球制订的。 玛雅人至少在公元前4世纪就掌握了“0”这个数字概念,比中国人和欧洲人都早了800年至1000年。他们还创造了20进位计数法,他们的数字演算可沿用到噶400万年以后。 这样庞大的天文数字,只有在现代星际航行和测算星空距离时才用得上。而几千年前的玛雅人刀耕火种,用树叶遮体,用可可豆作媒介以物换物,这样的数字演算他们用得着吗? 玛雅人的历法可以维持到4亿年以后,他计算的太阳年与金星年的差数可以精确到小数点以后的4位数字,他们有自己的文字,那是用800个符号和图形组成的象形文字,词汇量多达3万个。他们有着精美绝伦的雕刻、绘画和青铜艺术。然而在这个登峰造极的高度文明诞生之前,玛雅人巢居树穴以采集为生,这样的原始部落怎么能突然产生这么高度文明?即使到了16世纪,西班牙人在布满古迹遗址的尤卡坦半岛上看到的印第安人,还是以树叶,住泥巴糊的茅屋,以采集狩猎勉强糊口。显然那种精确的天文历法和数学,那种令全世界景仰的文明、艺术,都远远超出了当地印第安土著那几近原始生活的实际需求。 这使任何人都不能不产生深深的:古代玛雅人是怎么得到了那高深的知识?灿烂的玛雅文化究竟是怎样产生的,后来又怎样销声匿迹? 1952年6月有5日,人们在墨西哥高原的玛雅古城帕伦克一处神殿的废墟里,发掘出了一块刻有人物和花纹的石板。当时人们仅仅把这当作是玛雅古代神话的雕刻。但到了六十年代,人们乘坐宇宙飞船进入太空后,那些参与过宇航研究的美国科学家们才恍然大悟:帕伦克那块石板上雕刻的,原来是一幅宇航员驾驶着宇宙飞行器的图画!虽然经过了图案化的变形,但宇宙飞船的进气口、排气管、操纵杆、脚踏板、方向舵、天线,软管及各种仪表仍清晰可见。这幅图画的照片被送往美国航天中心时,那些宇航专家们无不惊叹,一致认为它就是古代的宇航器。这似乎令人难以置信,但却是确凿的事实。 于是,有些学者提出了一种大胆的看法:他们认为,在遥远的古代,美洲热带丛林中可能来过一批具有高度文明的外星智能生命,他们走出飞船,教给了尚在原始时代的玛雅人各种先进知识,然后又飘然而去。他们被玛雅人认为是天神。玛雅文化中那些令人难以理解的高深知识,就是出于外星人的传授。帕伦克石板上的雕刻,也是玛雅人对外星宇航员的临摹。外星人离去时,曾向玛雅人许诺重返地球,但在玛雅人的追求祭司预言天神返回的日子里,这些外星人并未重新返回。于是这导致了玛雅人对其宗教和祭司统治的信心丧失,进而引起了整个民族心理的崩溃,终于使人们一个个离开故乡,各自走散。玛雅文化就这样消失了。 也许人们会指责这种看法带有过多的假说意味。但即使否变了这种说法,也仍然无法圆满地解释玛雅文化那神秘的内涵,那众多令人不可思议的奇迹,以及它突然消失的原因。 玛雅人占领着Yucatan半岛、现代洪都拉斯、及现代危地马拉。其历史大概可追述到公元前二千年,但鼎盛时期是在公元600到900年之间。尽管他们生活在农业发达时期,他们还是创造出许多类似于埃及灿烂古迹的一些纪念碑和仪式中心。这些建筑物的规模之所以令人惊奇,是因为他们的宗教信仰相当纯朴简单。而其建筑的发展水平尽管不是很高,但与其同时代的其它民族相比,还是领先的。他们发明了一种独特书写语言,到今天必须破译后才能理解。现仅保留有三本玛雅人写的书,其它的都被视其为异端的欧洲人给毁灭殆尽。 玛雅人在数学与天文学方面非常精通,其理解与预知各星球运动的本领是根据历法计算出来的,常在一些重要的仪式上表现。他们住在一个小村子里,每当有重大事情发生时,就可聚集在其中心地商量讨论,这个小村子现已不再存在。贵族武士和牧师统治着这个社会。 公元十世纪,玛雅民族开始衰落,或许是由于地震,也有可能是火山爆发。许多重要的仪式场所自那以后就被抛弃了。从墨西哥中心来的武士们入侵玛雅城,他们在雨林中分为许多小组进攻。公元17世纪,西班牙人夺取了最后一个玛雅中心,但今天,居住在Yucatan的居民较之以前要少了近两百万人口。一个文明的寓言,影响不了人类的发展,朋友 记住 人定胜天

㈣ 光与光子的区别(一直没搞明白 )

光量子(Light Quantum),光子(Photon)
(台湾)国立台中女子高级中学物理科陈正升老师/国立彰化师范大学物理学系吴仲卿教授责任编辑
一开始爱因斯坦将电磁辐射量子化的现象命名为光量子(light quantum)。至于光子的现代英文名称photon是由物理化学家吉尔伯特-路易士在他的一个假设性理论中创建的。在路易士的理论中,photon指的是辐射能量的最小单位,其特性是“不能被创造也不能被毁灭”。尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认,photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。根据科普作家艾萨克-阿西莫夫的记载,亚瑟-康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子。
关于光的本质,我们须要先回顾一下历史:到十八世纪为止的大多数理论中,光被描述成由无数微小粒子组成的物质。由于微粒说不能轻易地解释光的折射、绕射和双折射等现象,笛卡尔(1637年)、虎克(1665年)和惠更斯(1678年)等人提出了光的力学波动理论;但在当时由于牛顿的权威影响力,光的微粒说仍然占有主导地位。十九世纪初,托马斯-杨和菲涅尔的实验清晰地证实了光的干涉和绕射特性,到1850年左右,光的波动理论已经完全被学界接受。1865年,马克士威的理论预言光是一种电磁波,接着赫兹在1888年完成证实电磁波存在的实验,到这里光的微粒说似乎已经走到了它的历史尽头。
马克士威的光的电磁理论将光描述为振动的正交电场和磁场,这一理论在1900年左右似乎已经相当完备,然而电磁理论不能解释所有的实验现象,这导致普朗克、爱因斯坦相继提出用来描述能量最小单位的光量子假说产生。光量子是电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,其静止量为零,不带电荷,其能量为普朗克常数和电磁辐射频率的乘积,即E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。在1900年,普朗克为了成功解释黑体辐射的能量分布时作出量子假设,即:物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,是一份一份的,每一份的能量为hv,1905年爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子。
与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出像力学波的折射、干涉、绕射等波动性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像古典物理学中的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。
注:后来所说的光亮子就等于光子

㈤ 光子从哪里来

光子火箭推进20世纪50年代初桑格尔设想的由光子火箭推动的宇宙飞船,分三部分。最前面是供宇航员工作和生活的座舱。中间部分是燃料贮箱。最后面是动力部分,它的主要部件是巨大的凹面反射镜,面积达几十平方米。光子发生器在反射镜的焦点上,推动飞船高速前进。

物质是由原子构成的,原子是由质子、中子组成的原子核和核外电子构成的,不同物质只是质子、中子和电子的数目不同,如氢原子核为一个质子,核外一个电子;氦核为两个质子、两个中子,核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子,统称为亚原子粒子。三四十年代,科学家发现,每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在,如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质,反粒子组成反物质。不过,迄今在宇宙中没有找到天然的反物质,只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。

科学家们相信在宇宙大爆炸初期,由能量创造物质时,正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反,正物质与反物质相遇时,会双双消失(科学上叫湮灭)放出光子,同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭,设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。

反物质推进人类不仅可以利用正反物质湮灭产生的光子来作宇宙飞船的动力,而且可以利用它释放出来的巨大能量来推动宇宙飞船。据计算表明,只要用9千克正反氢湮灭产生的能量,来加热4吨液氢,可把1吨重的宇宙飞船以10%光速的速度送往比邻星。因为正反物质湮灭,能100%地将物质转换成能量,而核裂变只有01%,核聚变也只有07%。正在研制的由反物质衍生的火箭燃料,冲比可达5万~10万秒,这比普通火箭燃料高5~50倍。

美国人罗伯特·佩奇设想了一种反物质推进的星系际飞船,用500万年飞向离银河系最近的仙女座中的大漩涡星系。这需要10万代人的生命延续。为了保证人口质量和文化稳定(最主要的要记住从哪里来,到哪里去),需要几个种族的好几千万人同行,这就是一整个社会。因此,这艘飞船必须能提供几千亿平方米的表面积,供居住、生活和工作。飞船的质量在500亿吨以上,加上几乎同样质量的反物质(如磁悬浮状态下存贮的反铁),总质量在1000亿吨左右。其中人员和几亿吨物质只占1%。建造飞船和合成反物质,需要好几千年的时间。为了避免飞船工作时辐射出来的能量(相当全世界核武器的总能量)伤害人类,飞船应在冥王星以外的轨道上建造与组装。

飞船用所载的反物质和本身的结构材料湮灭的能量启航和加速,同时为生活、交通、工农业、商业和学校等社会功能机构提供能源。在加速500年后,达到02%的光速,2万年后达到88%的光速,4万年后达到25%的光速,5万年后停止加速时,达到40%的光速,这时飞船90%的质量已转变为能量而消耗掉,而人口则增加到10亿。飞船已飞出了银河系。5万年加速时间似乎很长,但它只是整个航行时间的1%,就像100千米行程的汽车,用1分钟加速到60千米每小时一样。

在巡航期间,为了使飞船保持足够的热量,同时能容纳足够数量的城镇和电子、通讯、交通等系统,需要花几千年的时间,将飞船改造成卷席形。

在离目的地4万年航程时开始减速,到达目的地后,飞船原始质量的9%又被转换成了能量,人口则增加到50亿。

星际冲压飞船1克加速航行用什么能源产生动力,始终是宇宙航行的主要问题,这既关系到飞船的速度,也关系到飞船的质量。最有利的办法,当然是直接从太空获取高性能的能源材料。

氢是宇宙中普通存在的物质。在广阔的宇宙空间,虽然是高度真空,但仍然有氢分子和氢原子存在。在太阳周围的空间比较稀少,每立方厘米只有01个氢原子,在星际分子云中多一些,每立方厘米达4万个左右。当然,这比起地球大气来是非常稀薄的,每立方厘米的地球大气含有4万兆个氮和氧分子。

科学家们设想,在已有相当速度的宇宙飞船上,安装一个巨大漏斗形氢采集器,让它在前进过程中,把太空中的氢收集起来,然后让它进行聚变反应,用所产生的能量使飞船加速。1克氢原子聚变可产生6300亿焦耳的能量,是烟煤能量的2000万倍。由于这种飞船与冲压喷气飞机相似,所以称为星际冲压飞船。假如星际冲压飞船的初速度为167千米每秒,为了每秒钟收集到05克氢,氢采集器的直径必须在几百千米以上。

从增大速度,赢得时间来说,当然是加速度愈大愈好,但加速度过大,超重会影响人的身心健康。那么,多大的加速度合适呢?

人类长期在地球表面上生活,已习惯于承受地球重力,即1克重力加速度。如果星际冲压飞船以1克加速飞行,人在飞船上生活和工作,既不会有超重,也不会有失重,与在地球表面上一样。

1克加速,速度增加是很快的,2年(地球上38年)可达到97%的光速,飞过291光年的距离。如果是到118光年的天苍五(金鱼座星)去考察,则在飞过航程中点以后,将飞船调转180度,就会以1克减速飞行,最后以较低速度到达,考察1年后以同样的程序返回,来回约七八年(地球上20多年)。如是在宇宙中周游,飞船连续加速,12年飞出银河系;14年飞过仙女座星系;20年飞过100亿光年的距离。如果宇宙是球形的,周长900亿光年,则飞船已经绕了宇宙1/9圈。由于飞船的速度已非常接近光速,速度效应非常显著,只要1~2年的时间就可飞过剩下的8/9圈,而回到地球。当然,地球上已过了900亿年时间。

㈥ 光子的物理定义是什么

原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静止量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。
光子从激光的相干光束中出射光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。
[编辑本段]光子与经典电磁理论
命名
光子起初被爱因斯坦命名为光量子 。 光子的现代英文名称photon源于希腊文 φῶς (在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的。 在路易士的理论中, photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。 尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认, photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。 根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载, 阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子。
在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式。 在化学和光学工程领域,光子经常被写为h ν ,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为h f 。
物理性质
用费曼图表示的正电子 - 负电子散射(也叫做BhaBha散射 ),波浪线表示交换虚光子的过程
参见: 狭义相对论
从波的角度看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;从粒子的角度看,光子静止质量为零,电荷为零, 半衰期无限长。 光子是自旋为1的规范玻色子,因而轻子数 、 重子数和奇异数都为零。
光子的静止质量严格为零,本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价,如果光子静质量不为零,那么库仑定律也不是严格的平方反比定律。 所有有关的经典理论,如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。 从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限:M=HV/C^2
这里M即是光子质量的上限, V是任意电磁波的频率,位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8赫兹。
这个值仅比现在得到的广为接受的上限值高出两个数量级。
参见光子:规范玻色子一节中对光子质量的讨论。
光子能够在很多自然过程中产生,例如:在分子、 原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子,粒子和反粒子 湮灭时也会产生光子;在上述的时间反演过程中光子能够被吸收,即分子、原子或原子核从低能级向高能级跃迁,粒子和反粒子对的产生。
在真空中光子的速度为光速,能量 和动量p之间关系为(公式缺); 相对论力学中一般质量为?的粒子的能量动量关系为(公式缺)。
光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关 。
从而得到光子的动量大小为 ?
其中? 也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 , k是波矢,其大小也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 ,方向指向光子的传播方向;?叫做波数 ;? 是角频率 。 光子本身还携带有与其频率无关的内秉角动量?: 自旋角动量 ?,其大小为光子本身 ,并且自旋角动量在其运动方向上的分量(这一分量在量子场论中被称作helicity )一定为 ? ,两种可能的值分别对应着光子的两种圆偏振态(右旋和左旋)。
从光子的能量、动量公式可导出一个推论:粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。 原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零,由于动量守恒定律 ,产生的光子的总动量也必须为零;由于单个光子总具有不为零的大小为 的动量,系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。 产生光子的频率,即它们的能量,则由能量-动量守恒定律 (四维动量守恒)决定。 而从能量-动量守恒可知,粒子和反粒子湮灭的逆过程,即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。
光子具有波粒二象性,即说光子像一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性,光子的波动性有光子的衍射而证明,光子的粒子性是由光电效应证明。
上面有人认为光子的动质量为零是错误的,光子的静质量为零,否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的,计算方法是这样的:首先,由于频率为v的光子的能量为
E=hv,(其中h为普朗克常数),故由质能公式可得其质量为:m=E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。该方法由爱因斯坦首先提出。
经典的波有群速度与相速度之分。
光子的速度就是光速。
光子有速度、能量、动量、质量。光子不可能静止。光子可以变成其它物质(如一对正负电子),但能量守恒、动量守恒。
华中科大罗俊教授重新确定光子静止质量上限
华中科技大学教授重新确定光子静止质量上限,有业内人士认为:光子静止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为,光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量,那么有些经典理论将要有所变化。
在2月28日出版的美国《物理学评论快报》(PhysicalReviewLetters) 上,有专文介绍说:“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明,在任何情况下,光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克,这一结果是之前已知的光子质量上限的1/20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法,在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限,进一步提高了至少一个数量级。
据悉,如果光子存在静止质量,虽然不会影响到人们的日常生活,但其产生的后果将是根本性的———例如,光速将随波长的改变而变化,并且光波将像声波一样能够产生纵向振动。

㈦ 光子是从哪里来的

物质是由原子构抄成的,原子是由质子袭、中子组成的原子核和核外电子构成的,不同物质只是质子、中子和电子的数目不同,如氢原子核为一个质子,核外一个电子;氦核为两个质子、两个中子,核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子,统称为亚原子粒子。三四十年代,科学家发现,每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在,如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质,就是我们日常接触的各种物质,反粒子组成反物质。不过,迄今在宇宙中没有找到天然的反物质,只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。

科学家们相信在宇宙大爆炸初期,由能量创造物质时,正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反,正物质与反物质相遇时,会双双消失(科学上叫湮灭)放出光子,同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭,设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。

㈧ 光子是什么意思解释一下

有电子转化而成,也具有一定的能量,光子也可以转化成电子

㈨ 光子是什么

原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静止量为零,不带荷电,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。
[编辑本段]光子与经典电磁理论
命名
光子起初被爱因斯坦命名为光量子[7] 。 光子的现代英文名称photon源于希腊文 φῶς (在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的[11] 。 在路易士的理论中, photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。 尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认, photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。 根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载, 阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子[12] [13] 。
在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线 [14] [15] ,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线 [14] [15 ] ,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。 在化学和光学工程领域,光子经常被写为h ν ,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为h f 。
物理性质
用费曼图表示的正电子 - 负电子散射(也叫做BhaBha散射 ),波浪线表示交换虚光子的过程
参见: 狭义相对论
从波的角度看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;从粒子的角度看,光子静止质量为零[4] ,电荷为零[17] , 半衰期无限长。 光子是自旋为1的规范玻色子,因而轻子数 、 重子数和奇异数都为零。
光子的静止质量严格为零,本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价,如果光子静质量不为零,那么库仑定律也不是严格的平方反比定律[18] 。 所有有关的经典理论,如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。 从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限:(公式缺)
这里?即是光子质量的上限, ?是任意电磁波的频率,位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8赫兹。
这个值仅比现在得到的广为接受的上限值高出两个数量级。
参见光子:规范玻色子一节中对光子质量的讨论。
光子能够在很多自然过程中产生,例如:在分子、 原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子,粒子和反粒子 湮灭时也会产生光子;在上述的时间反演过程中光子能够被吸收,即分子、原子或原子核从低能级向高能级跃迁,粒子和反粒子对的产生。
在真空中光子的速度为光速,能量 和动量p之间关系为(公式缺); 相对论力学中一般质量为?的粒子的能量动量关系为(公式缺)。
光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关 。
从而得到光子的动量大小为 ?
其中? 也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 , k是波矢,其大小也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 ,方向指向光子的传播方向;?叫做波数 ;? 是角频率 。 光子本身还携带有与其频率无关的内秉角动量?: 自旋角动量 ?,其大小为光子本身 ,并且自旋角动量在其运动方向上的分量(这一分量在量子场论中被称作helicity )一定为 ? ,两种可能的值分别对应着光子的两种圆偏振态(右旋和左旋)。
从光子的能量、动量公式可导出一个推论:粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。 原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零,由于动量守恒定律 ,产生的光子的总动量也必须为零;由于单个光子总具有不为零的大小为 的动量,系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。 产生光子的频率,即它们的能量,则由能量-动量守恒定律 (四维动量守恒)决定。 而从能量-动量守恒可知,粒子和反粒子湮灭的逆过程,即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。
光子具有波粒二象性,即说光子像一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性,光子的波动性有光子的衍射而证明,光子的粒子性是由光电效应证明。
上面有人认为光子的动质量为零是错误的,光子的静质量为零,否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的,计算方法是这样的:首先,由于频率为v的光子的能量为
E=hv,(其中h为普朗克常数),故由质能公式可得其质量为:m=E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。该方法由爱因斯坦首先提出。
经典的波有群速度与相速度之分。
光子的速度就是光速。
光子有速度、能量、动量、质量。光子不可能静止。光子可以变成其它物质(如一对正负电子),但能量守恒、动量守恒。
华中科大罗俊教授重新确定光子静止质量上限
华中科技大学教授重新确定光子静止质量上限,有业内人士认为:光子静止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为,光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量,那么有些经典理论将要有所变化。
在2月28日出版的美国《物理学评论快报》(PhysicalReviewLetters) 上,有专文介绍说:“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明,在任何情况下,光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克,这一结果是之前已知的光子质量上限的1/20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法,在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限,进一步提高了至少一个数量级。
据悉,如果光子存在静止质量,虽然不会影响到人们的日常生活,但其产生的后果将是根本性的———例如,光速将随波长的改变而变化,并且光波将像声波一样能够产生纵向振动。

㈩ 光子工作室都出了什么游戏

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