黑人搞笑视频:关于光电效应的疑问(高分悬赏)

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/01 19:05:16
1905年爱因斯坦在普朗克量子概念的基础上提出了光子理论,圆满地解释了光电效应。该理论认为,光在空间传播时,也具有粒子性,一束光就是一束以光速运动的粒子流.这些粒子称为光量子,简称光子。频率为ν的光的一个光子具有的能量为ε=hν,其中h为普朗克常数。光照射到金属表面时,有电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。逸出的电子叫光电子。只有当入射光的频率大于等于极限频率的时候才能发生光电效应。
■光子照射电子的过程是碰撞么?
如果是的话,为什么当入射光的频率小于极限频率的时候不能发生光电效应?(每一次碰撞都会有能量传递给电子,那么如果多次碰撞都恰巧是使电子能量增加,那么电子总有逃出原子核束缚的时候吧)
如果不是的话,光子如何将能量传递给电子?怎么一次性传递给电子的?(从光电效应方程上看)传递后光子处于什么状态?

■爱因斯坦提出,在空间传播的光是不连续,而是一份一份的,每一份叫做一个光子。那么这“一份”的质量是多少?

■光具有波粒二象性,那么波动说和粒子说有什么联系?
谢谢一楼的大哥啊,您能用通俗一点的语言解释我的问题吗?

以下是个人观点:
1、光子与电子之间并非传统意义上的碰撞,而是能量的传播,形象一点就象太阳照在我们身上会发热一样的。关于你的想法,我认为可以这样比喻,当光子的频率较小的时候,其能量也小,我们用动能比喻。我们在太阳上用乒乓球去砸地球,当然很难给地球足够的动能以明显改变地球的运行轨道,当然你的意思是用无穷多的乒乓球来砸。不过毕竟我们的标靶很小,子弹再小也不可能形成足够的强度。
2、我们说光子的质量主要指其静止质量。这方面,各国科学家都在研究。主要有以下几个方面。
a、据英国New Scientist,2002,175(2359):19报道,最近三位科学家的研究推测,早期宇宙时的光子是有质量的,约为千亿分之一克。 德国海德堡大学的普罗科佩克(T.Prokopec)和伦敦皇家学院的托恩克维斯特(O.T?觟rnkvist)在研究宇宙中所有星系都被磁场包围这一问题时认为,这些磁场可能是在宇宙开始快速膨胀时存在着带有质量的光子的遗迹。 大多数科学家认为,粒子的质量来源于至今尚未被发现的希格斯玻色子微粒。这种微粒分布在整个空间内,它们在某些粒子周围很密集,而在另一些粒子附近则很少,正是这种聚集的密度赋予粒子以质量,因此夸克很重,电子较轻,而光子没有质量。
现在,上述两位科学家与佛罗里达大学的伍达德(R. Woodard)合作,按照量子理论和暴胀宇宙学说推出,早期宇宙中光子之所以具有质量,其秘密在于浸透在整个空间内的真空能量。
按照量子理论,真空不是真的一无所有,而是充斥着从虚无产生的粒子对。正常情况下,这些正、负粒子对一出现立即碰撞而湮没,但在宇宙创生大爆炸后远远不到一秒钟的时间内发生了宇宙向外急剧膨胀(即所谓暴胀时期),此时成对的粒子能感受到暴胀的牵引,空间的快速膨胀将正、负粒子拉开得如此之远,致使两者不能互相湮没,从而充斥在空间内。 希格斯玻色子影响不了光子,那些带电的粒子却能够,但需比在正常情况下更多的能量才能在这些粒子海洋中产生一个光子,而粒子也被拉向光子,实际上,光子将获得10-11克的质量。在暴胀阶段停止后,伴随着此质量的额外能量将产生磁场,该磁场演化成为今天观测到的天体周围的磁场。
(源于http://www.bioon.com/popular/library/200406/48370.html
b、 现在的有关光子静止质量的理论是以相互作用理论为基础的。按照现代的观点,各种基本的相互作用都应当是满足规范变换不变性的。

  之所以要求相互作用满足规范不变性,是由于在量子场论中存在着著名的发散困难,发散困难必须用重整化方法来解决,而重整化方法可行的条件就是理论必须满足规范不变性。但是,规范不变性是与规范场粒子静质量为0紧密联系在一起的。例如电磁场的规范不变性就是与光子的静质量为0直接相关的。

  从理论上来讲,不仅电磁相互作用如此,其他相互作用亦是如此。强、弱相互作用如此,爱因斯坦所建立的引力相互作用理论——广义相对论亦如此,它们都是规范理论。在此基础上建立起来的弱电统一理论,70年代以来提出的将强、弱、电磁三种相互作用统一起来的理论都是规范理论,人们甚至设想把引力相互作用也纳入该理论中而建立起完全统一的理论。总之,规范理论已经成为物理研究中一个极重要的方向。

  然而,1983年发现的W±、Z°粒子虽然证实了规范化的弱电统一理论的正确性,但实验却表明它们都具有静质量。解决这个困难的方法认为:那些规范场粒子本来的确是没有静质量的,现在观察到的质量是由于真空的对称性破缺引起的。也就是说,在原来的真空中这些粒子并没有静质量,但真空本身可以变化,在变化后的真空里它们表现出有质量。

  物理上的真空事实上是由正、负粒子对构成的而非绝对的虚无。真空背景在一定的条件下会发生起伏,这种起伏称为真空极化。此时的光子就会和由于真空极化而产生的正、负粒子对发生相互作用,从而使光子的行为好像具有静质量。

  在真正的真空中,光子是没有静质量的。在现在的物理真空里,光子是可以有静质量的。至于现在的真空如何由原来的真空演化而来,这在物理学中乃是一个最最基本的问题。

  上述观点乃是一些理论设想,是否正确还有待于进一步的研究。
(源于:http://www.nsfz.cn/ywj/wll/kejian/ShowArticle.asp?ArticleID=636

其实简单的从E=Mc2,动能1/2MC2,以及黑洞的万有引力能够吸住光子,可以知道光子一定有质量,我觉得这个质量不会很小很小。

3、楼上的回答很正确:宏观显示波动性,微观显示粒子性

■爱因斯坦提出,在空间传播的光是不连续,而是一份一份的,每一份叫做一个光子。那么这“一份”的质量是多少?
答:光子是没有质量的,光子在静止时的质量为0,不然光子达不到光速

光子是物质的基本粒子

赵丰军

一、 基本粒子 谈宇宙中的一切,需要从物质的基本粒子说起。相信光子是物质的基本粒子有以下几个原因:1、光子是人类身边非常普通的粒子,物质在任何条件下都能发出光子;2、生命的诞生,人类的生存以及宇宙对人类的影响都是由光子信息来完成的;3、爱因斯坦提出的光子模型 ;是依据之一,能量与光子的光速有关; 4、一定能量的正电子与一定能量的负电子碰撞,电子对消失,同时会释放一对光子;5、光子团的相互作用能合成普通粒子。

爱因斯坦提出光子学说后又过了几十年,对光子的研究仍然继续,特别是:光子是物质的基本粒子学说仍然没有建立。为什么?究其原因,是人们不愿意放弃现在的物质模型:物质的质量是物体本身固有的,和环境无关;物质世界:按照爱因斯坦对光子的理解,如果光子是物质的基本粒子,任何物体在相对静止的情况下都没有质量,物质没有静止质量的意义太可怕了,我们摸不到物体,看不见对方,不能利用任何物质,这是我们现实生活中不可能存在的物理模型。因为是不可能的物理模型,必须改变认识自然界的思维方式,不然是没有办法认识自然界的。自然界就是这样捉弄人类,不允许人类那么轻易的认识基本粒子。如果光子真的是物质的基本粒子,我们周围的物质确实就没有静止质量了,因为物质由于光子这类基本粒子构成的,而且按照爱因斯坦对光子的理解,光子是不应有静止质量的,光子没有静止质量,由光子组成的物质也不会存在静止质量,事实上物质确实没有静止质量,平时我们看到物质的静止质量,以及物质的运动质量是这样产生的:由于物质不断地与周围的物质作用光子,这种作用是吸收和发出光子,在单位时间内作用的光子能量越大,对外界显示出来自己的质量越多。在单位时间内吸收与发出光子能量越小,物质对外表现出的物质质量就越小,如果物质停止了与环境作用光子,这个物质也就没有了质量,这种现象几乎是不可能的,如果说有可能存在的话也是在下列事件中出现,第一,物质处在绝对零度下,就是说在没有光子能量的区域中,第二,物质的光子信息本身与环境的光子信息相差太远,物质完全不吸收,或者是理解为拒绝吸收环境的光子信息。如果这类事件是突然发生的事例,物体就好像是突然间消失了一样,用通俗的话讲:物体进入了另一个时空。

物质不断地与环境作用光子(吸收和发射),从而表现出的物质的质量,在一定时间内,物质与环境作用的光子个数多、能量大,它表现出的质量就多;这可以用一个数学公式来表达: ,其中 是物质吸收和发出光子的最高频率, 在一定时间内作用光子能量,它越大, 就越大,我们就感觉到物质质量越多,就说成是物质的质量大;相反也是成立的。

从这个意义上讲,我们周围的所有物质,只要是有静止质量的物质,都不是物质的基本粒子,只有光子,没有静止质量,光子本身才是物质的基本粒子,所有电子,质子,甚至是更小的物质粒子,只要存在静止质量,都不能算是物质的基本粒子,只能算是光子构成的光子信息团,由于光子信息构成不同,对应的光子信息的寿命不同,如果环境中对应的光子信息数量特别多,这种光子信息在吸收、发出光子信息后自己的光子信息,在单位时间内改变量特别小,也就是对应的粒子在自然界中存在的时间就长,用通俗的话讲这种粒子的寿命比较长,如果对应粒子的光子信息在自然界中存在的非常少,这种粒子的存在有两种途径,一是少吸收物质的光子信息,自己的静止质量显示的小一些,寿命长一些,另一种是多吸收物质的光子信息,自己的静止质量大一些,在单位的时间内,自己的改变量多一些,自己的寿命小一些。事实上物质是采用上一种方法,这可以用物质的原子吸收光谱暗线,与物质原子发射光谱的明线频率是相对应的,来说明物质只是吸收与自己光子信息对应频率的光子信息。

由于自然界中的光子数量非常多,显示为光子的寿命为无限长,事实也正是如此,光子的存在时间最长,光子是不能消失的,因为自然界中存在一个能的转化与守恒定律,要是光子消失了,光子的寿命有一定的数值,这个定律就不成立了。光子只能是被一个物体吸收后,同时发出一个光子,只是发出的光子信息组合不同,这种不同的光子信息组合,就表达了一定的光子信息,特别是能把吸收光子信息之后的物体,再发出来的光子信息表达出来,物体就是这样传达信息的,自然界存在一个最大的传达信息的速度,就是光子在自然界的速度, 。人类的视觉是用了自然界的最高时速。

另外人体在进化过程中,充分利用了自然界的光子信息,人类的五种感觉方式都是在光子信息这种原始感觉基础上进化而来的,光子信息是物质与物质存在时,不断进行交流的一种信息表达形式,只要物质存在,就要不断地吸收和发出光子信息,就要从其它物质身上吸收光子信息,同时发出具有自己的特征的光子信息,将自己的物质身份表达给自然界,这就是物质存在时的特征。人类是在自然界中,不断吸收地球表面上的光子信息,由于地球表面上的光子信息不断变化,人类为了适应自然界的变化,就进化出视觉的器官―――眼睛。特别是人类的眼睛最敏感的光波就是太阳的中心频率的光子,其它动物的视觉最敏感的光波,应该是这种动物在生活过程中,吸收光波的中心频率。人类的其它各种器官都是在物质的共同信息语言下进化而来的,因为物质的存在就是在不断地吸收光子信息,同时发出光子信息,那么物质间光子信息就是物质与物质,人类与人类,动物与动物,植物与植物,以及这些物质间相互交流的共同语言,所以,光子信息不仅仅是物质存在时必须吸收与发出的物质类型,也是物质间相互交流信息的一种共同语言,这种语言是所有物质共同的语言,是所有物质都能听得懂的语言,不论是无生命的物质,还是有生命的物质,无论是植物与动物间,还是人类与动物间都是能够共同交流的语言信息,只可惜人类由于物欲膨胀,各种器官的完美发展,不利用、不相信这种光子信息的存在,更不理解这种光子信息的内容了,遇到这种光子信息的变化和存在时,人类只知道自己有一种感觉,却不知道这种感觉具体代表什么,这种感觉的信息内容是什么,这是人类在自然界进化过程中的一个遗憾,放弃了自然界的自然知觉,放弃了自然界中传播最快、最准确的光子信息感觉,而使用了人体的五种感觉,特别是人的视觉只用到了很少一部分光波。不过,由于科学核技术的发展,人类又创造了手机,利用手机代替了人类的一部分自然知觉,又补充了人类失去的一部分功能。

由于光子信息是自然界中存在的一种自然知觉,将这种信息、这种语言、称为自然语言,是所有物质共同使用的语言,是所有物质都能听得懂的语言,所以不仅人有灵,所有物质都是有灵的,这样对动物能理解人类的一些行为就不足为奇了。

由于光子担当的任务太大,一是充当了显示物质的代言人,没有光子的吸收与发出,物质就不能存在,物质的质量就显示不出来,物质就没有惯性,物质就不能为其它物质服务和利用;二是光子的构成――光子信息,又充当了自然界所有物质交流信息的语言,说光子是物质的基本粒子已不足为过了。

■光子照射电子是电子吸收光子的能量,只有达到电子所需能量的光子才能被吸收,一个电子一次只能吸收一个光子
■光子是没有静止质量的
■所有物质同时具有波粒二象性(包括人),波长=h/动量,波长相对较大时主要表现出波动性,较小则主要为粒子性,可见光的波长数量级约为10^-7m,而人的波长数量级约为 10^-36m,因此人以粒子性为主,波动性几乎不存在,也不存在这么小的缝来让人表现干涉和衍涉现象,光也只有通过很小的缝才能发生干涉和衍涉现象。光波并不是实波而是一种概率波。

虽然我不知道他们相撞的瞬间都发生了什么,但是我可以提出一个假说,让有能力的人去研究.
那就是:::物质都是有质量的,能量也是有质量的,也是一种物质.它跟电子相撞的时候,根电子发生融合,使电子质量增加.所以才会发生光电效应.存在既是可能.

不要以宏观来理解,把我们的日常行为其实也可以理解成一个一个的片行为组合而成。