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光,到底是什么?它有什么特殊之處?

發布時間:2018-10-30 11:02:50  作者:宇宙探索  來源:宇宙探索  閱讀:146

      光線維系著我們對宇宙的感知,通過光線,我們才能看到遙遠的星星以及探尋存在的起源。但是“光”到底是什么呢?
    光,到底是什么?它有什么特殊之處?
      簡言之,組成光線的光子,就是能量傳輸的最小單位。光子是基本粒子,沒有嚴格的大小,也不能分裂,只能產生和消亡。光也有“波粒二象性”,也就是,在某種意義上,既是粒子又是波,雖然這并不是真的。
      另外,當我們說“光”的時候,一般都是指“可見光”,其實可見光只占有整個電磁頻譜的極小部分,只是電磁輻射的少數典型。不同的電磁輻射擁有,十分不同的波長和頻率。伽馬射線的波長最短,因為其光子的能量最高。但是,多數伽馬射線只有不到十皮米的波長,比氫原子小得多。為了參考方便,氫原子之于一分硬幣的大小,相當于硬幣之于月亮。
      可見光位于頻譜的中間,波長介于400至700納米,大概是細菌那么大。在頻譜的另一端,無線電波的波長可以高達100公里,而已知最大波長,可能超過十萬公里,比大得多!
      從的角度看,這些不同的電磁波都是一樣的,它們都具有“波粒二象性”,也以光速“c”前進,僅僅是頻率不同。
    光,到底是什么?它有什么特殊之處?
      那么,可見有什么特別之處嗎?
      沒有。
      只是我們的眼睛正好能感知這些頻率的電磁波。不過,這也不完全是巧合,可見光是僅有的在水中容易傳播的電磁波,而最早的眼睛就是在很久之前的水中進化出現的。眼睛是一項偉大的發明,因為它接收的光線,不僅會與物質反應,還會為物質所改變,所以可以幫助我們毫無延遲地了解周圍的世界,這當然有利于動物的生存。
      那么,光是從哪里來的呢?
      當原子或分子由高能態轉變為低能態的時候,就會發出各種頻率的電磁波,電磁波就是失去的能量。從微觀角度看,當原子中的一個電子,從激發態跌至低能態并散發掉其多余能量時,就會發出可見光。同樣,光線也能擊中電子,被電子吸收,令電子進入能量更高的狀態。從宏觀角度看,變化的電子能量產生一個振蕩的磁場,磁場又產生一個垂直的振蕩電場。兩種場在空間中前進,傳輸能量,也傳送關于誕生地的信息。
    光,到底是什么?它有什么特殊之處?
      為什么光是宇宙萬物中速度最快的呢?從另一個角度問:宇宙中最快的速度有多快?
      速度最快的就是“c”,在真空中為299,792,458米每秒,每小時十億公里。電磁輻射正好就是這么快。其實,任何零質量的粒子都只會以光速前進,沒有加速過程。就是說,當光從蠟燭中出來的時候,不會從零加速到光速,產生的瞬間光就已經是光速前進。
      那么,為什么光速“c”是有限的呢?
      無人知曉。
      我們的宇宙就是這樣的,我們也不知道如何回答。所以光是一種頻譜的一部份,是一種像波一樣的基本粒子,由兩種垂直的場推進,以宇宙最高速度前進。
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