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为什么说太阳光是一种电磁波?光都是辐射吗?(一定要详细!)

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解决时间 2021-01-29 22:03
为什么说太阳光是一种电磁波?光都是辐射吗?(一定要详细!)
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光只是广义的电磁波,不是狭义上的电磁波(无线电波)。
光与无线振荡波,这是简单的连续波。而光具有波粒二象性,是量子概念上的不连续波,这就否定了它是真正意义上的电磁振荡波,光是光子组成的量子概率波。
光有四大磁光效应,说明光与电磁力是相关的,所以,可以称为广义电磁波比较恰当,光并不是电磁振荡波,至多可称为光子型电磁波。
光是粒子波,是电子能量的辐射,有一定的弱电离辐射性。当频率再高,如紫外线就会致皮肤癌,X射线、伽马射线就是高能辐射了,这是电离辐射,超过剂量就会打断生物体的DNA而致癌。
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光确实是辐射,确切的说是电磁辐射。那我们经常用的手机、收音机不也经常听说有电磁辐射么?怎么不见有光呢?不知道听说过物质波这个概念没有,让我们从这方面的先驱牛顿开始,作简要回顾。 牛顿很早就做过了三棱镜分光实验,可见光(当时牛顿的实验对象是自然可见光,也就是太阳光的可见部分,事实上也有其他波长的不可见部分,只是肉眼看不到,也就没有意识到罢了)通过三棱镜变成了五颜六色,形成了最原始的光谱图。所谓光谱图,简单地说,就是把不同频率的光在以波长为横轴的图上标示出来,就像一张菜谱的列表,只是不同的菜名被替换成了大小排列的频率。又基于当时对光反射与折射等几何性质的观察,于是牛顿提出光是一种微粒,小到肉眼无法分辨单个光微粒,而光线是一些大小不同并且迅速震动的光粒子组成。经典物理(相对于后发展起来的量子物理而言)对光的早期研究中,干涉与衍射现象是光作为波的最有力证据,并得到了当时绝大多数物理学家的认可,其中最重要的要数菲涅耳衍射和杨氏双缝干涉(一般的光学书中都会提及)。从牛顿的微粒说到后来的惠更斯波动说,关于光的本性的争论持续了不止一个世纪。经典物理不能接受光既作为波又作为粒子的说法。 经典电磁学发展到后期,由Maxwell总结的方程组(可参见Maxwell 方程组)统一了电磁场理论,并从数学上解释了光的几何特性,光的波动性从理论到实验都建立起了完整的体系。Maxwell指出电磁波和光有相同的速率,并预言光(当时还仅限于可见光的概念)就是电磁波。经典物理似乎到头了,很多十九世纪末二十世纪初的科学家都认为物理世界的探索已经基本完成,剩下的只是补充和细化工作。 但是历史迎来了相对论和量子力学。早在1888年赫兹就观察到紫外线照射到金属上时,会令金属发射出带电粒子,汤姆逊等人又证实这种带电粒子便是电子,是称光电效应。在普朗克提出了量化的概念之后,爱因斯坦成功解释了光电效应。 随着人们对化学元素的不断深入认识和对原子模型的探索,丹麦歌本哈根学派的代表人物Bohr波尔,向量子化的原子物理和光谱学迈出了开创性的一步---电子轨道量子化模型(“量子Quantum”这个术语可以简单理解为“不连续”,和宏观世界的各种连续的过程相对立)。物理学家认识到,原子中电子在轨道间跃迁,伴随电磁能量的变化,这种变化以不同波长频率的电磁波辐射或吸收的形式发生。 1923年至1924年,年轻的法国科学家德布罗意在题为“量子理论的研究 ”的博士论文中,提出物质粒子都具有波动和粒子两相性的假设。并指出,物质粒子的波长(波动范畴)和粒子动量(粒子范畴)成反比。这是第一次把光的粒子性和波动性联系起来,并且被证明是成功的。后来人们还发现电子群同样存在波动行为,从而电磁波的粒子性被证实了。 简单的说,光既可以表现为光子,也可以表现为电磁辐射。英文版的解释,可以参考Wikipedia(维基百科)和Encyclopedia Britannica Online(大英百科全书在线)。深入的理论,可以参考《原子物理》(杨家福 著)和一些近代光学的读物,更深入的理解就要参考量子力学、电动力学和量子电动力学。
光波本质上是一段连续区域的电磁波,因人眼适应其频率范围所以可见,所以光具有电磁波的一切性质,同时具有普通光学性质。 光是量子的波动传播,所以光具有波粒二象性。光是能量的辐射,在不同空间尺度下,受外界能量场的影响表现出来的性质就不一样。 所以,太阳光是电磁波辐射,这是能用事实证明的:太阳灶,阳光晒热东西,光具有化学性质,说明光具有能量;电磁波理论适用光,推出光是电磁波;光电效应、太阳能电池证明光是量子辐射。
云不知问者要多详细 在下也给出解释:光是一种电磁波你该知道吧(不知道也没办法这不是你提的问题)太阳光也是光自然也是电磁波了(基本逻辑) 光是电磁波,电磁波是电磁场的交替变化辐射造成的,所以光就是辐射出的,通常说的发光其实就是辐射(专业点)当然也有反射和折射了,准确的说不叫发光,那是大家用习惯的错误。 在此补充一点算是奖励:辐射包括自发和受激2种,我们所知的激光就是受激辐射,其他自然界的光大都是自发辐射(也伴有少量受激辐射,这与原子内电子运动有关)想知道详细可搜也加273725025(无兴趣者算了)
光学研究光的性质及其和物质的各种相互作用,光是电磁波。虽然可见光的波长范围在电磁波中只占很窄的一个波段,但是早在人们认识到光是电磁波以前,人们就对光进行了研究。 17世纪对光的本质提出了两种假说:一种假说认为光是由许多微粒组成的;另一种假说认为光是一种波动。19世纪在实验上确定了光有波的独具的干涉现象,以后的实验证明光是电磁波。20世纪初又发现光具有粒子性,人们在深入入研究微观世界后,才认识到光具有波粒二象性。 光可以为物质所发射、吸收、反射、折射和衍射。当所研究的物体或空间的大小远大于光波的波长时,光可以当作沿直线进行的光线来处理;但当研究深入到现象细节,其空间范围和光波波长差不多大小的时候,就必须要考虑光的波动性。而研究光和微观粒子的相互作用时,还要考虑光的粒子性。 光学方法是研究大至天体、小至微生物以至分子、原子结构的非常有效的方法。利用光的干涉效应可以进行非常精密的测量。物质所放出来的光携带着关于物质内部结构的重要信息,例如:原子所放出来原子光谱的就和原子结构密切相关。 近年来利用受激辐射机制所产生的激光能够达到非常大的功率,且光束的张角非常小,其电场强度甚至可以超过原子内部的电场强度。利用激光已经开辟了非线性光学等重要研究方向,激光在工业技术和医学中已经有了很多重要的应用。 波动说·光是电磁波的一种 Time:1887年 Place:德国小城卡尔斯鲁厄(Karlsruhe) discoverer:海因里希·鲁道夫·赫兹(Hernrich Rudolf Hertz) Experiment purpose:证实麦克斯韦(Maxwell)理论预言:电磁波的存在。 The instrument: (1)发生器 两个大铜球作为电容,并通过铜棒连接到两上相隔很近的小铜球上。导线从两个小球上伸展出去,缠绕在一个大感应线圈的两端,然后连接到一个梅丁格电池上。 (2)接收器:两个开口的长方形铜环,在开口处也各镶了一个小铜球。 The Process: 合上发生器的电路开关。电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电。当电压上升到2万伏左右,两个小球之间的空气就会被击穿,电荷就可以从中穿过,往来于两个大铜球之间,从而形成一个高频的振荡回路(LC回路)。当整个系统形成了一个完整的回路以后,细小的电流束在空气中不停地扭动,激出蓝色的火花。火花稍纵即逝,因为每一次的振荡都伴随着少许能量的损失,使得电容两端的电压很快又降到击穿值以下。 If Maxwell is right,那么每当发生器火花放电的时候,在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波。它会飞越空间,到达接收器,在那里感生一个振荡的电动势,从而在接收器的开口处也同样激发出火花来。 哦~~~~~他看到了,微弱的火花!真的有火花从接收器的两个小球之穿过。 Conclusion:光是电磁波的一种。普通光的频率刚好落在能够为我们的眼睛所感觉到的范围内。光学完全被包容于新兴的电磁学里面。 PS:根据实验数据,Hertz得出了电磁波的波长,把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速度。这个数值在可容许的误差内恰好等于30万公里/秒,也就是光速。
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