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如果光線透過空氣傳播1公里,摩擦損失了多少?答案或許不會想到

2021-11-05由 小烏龜說足球 發表于 家居

這是光在運動中的物理學原理

如果光線透過空氣傳播1公里,摩擦損失了多少?答案或許不會想到

核能工業的物理學家羅恩·戴維斯對庫拉的回答是:

物理學最有趣的特點是,它對相同的事件/現象能給出了不同的解釋,它們似乎彼此不一致,但卻與觀察到的事實相一致。有兩種方法可以考慮光的能量轉移:著名的波粒二象性。無論採用哪一種思維方式,“摩擦”這個詞都是不恰當的,儘管對它為什麼不恰當的解釋在這兩種思維方式上是不同的。

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如果我們認為光是一個波,那麼“摩擦”這個詞是不合適的,因為摩擦是相互接觸的運動物體之間的一種力。雖然光波在空間中傳播,但沒有物理運動。波攜帶著一個能量流,這作為沿傳播方向的距離的函式而損失,但該機制與摩擦無關。一個正確的術語是“衰減”。傑西·布魯爾已經巧妙地描述了衰減的機制。

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如果我們把光看作是粒子,即,光子,那麼“摩擦”這個詞是不合適的,因為光子在沿著傳播方向傳遞時不會失去能量。相反,每一個都沿著移動,每一個都有恆定的能量,直到從傳播線中移除;有些是透過散射,如布魯爾博士解釋說,較小的部分是透過空氣吸收,其餘部分是透過觀察者的視網膜吸收。上述波的強度(與振幅2成正比)與任何一個光子在從傳播路徑中丟失之前到達一個特定點的機率成正比。

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以上就是量子力學。波的一個特徵是,衰減降低了它們的振幅,但不會改變它們的頻率。量子力學告訴我們,因為波的頻率不會改變,每個粒子的能量就不會改變。

當我們使用額外的相對論知識時,我們瞭解到光子不可能逐漸失去能量,或逐漸做任何其他事情,因為在它們自己的座標系中,當它們從一個點傳播到另一個點時,沒有時間流逝。

用麥克斯韋方程組解釋了光的傳播。雖然他在19世紀發現的,但它們與相對論和量子力學是一致的。

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“摩擦”是一個說錯的詞。它表明一個沉重的身體刮向其他身體,或在粘性介質中戰鬥

光子散射出空氣中的原子和分子。當它們分散分佈時,它們會顯著地改變方向。這就是為什麼天空是藍色的:光對原子的散射率等等。其變化隨著光的波長的四次方成反比(參照瑞利散射),所以藍光散射的遠不是紅光。太陽的光包含這兩者,但藍色當它穿過地球大氣層(因此是藍色)時向各個方向擴散,而紅色則大多是直接穿過的(因此紅色太陽,在那裡它穿過最大數量的空氣)。

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所以光不會消失,只是改變方向(見前文)

透過估計陽光在日落時必須穿過多少空氣,你可以得到一個關於其原始路徑上藍光的指數衰減率的粗略數字,從中你可以回答你的問題。

它取決於介質,它也提出了光是一個波或粒子的問題。

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E=mc^2並不適用於光。它適用於有質量的東西。

光的能量是由E=hν,其中ν為光的頻率,h為普朗克常數,其值為≈6。626×10?34J·s

當光進入不同的介質時,它的頻率保持不變,當然,普朗克常數也是不變。因此,顯然,它的能量在整個運動過程中都保持不變。

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相關知識

光子是一種基本粒子,是電磁輻射的量子。在量子場論裡是負責傳遞電磁力的力載子。這種作用力的效應在微觀層次或宏觀層次都可以很容易地觀察到,因為光子的靜止質量為零,它可以移動至很遠距離,這也意味著它在真空中的傳播速度是光速。如同其它微觀粒子,光子具有波粒二象性,能夠展現出波動性與粒子性。

BY: quora

FY: 拾壹

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