光子若是粒子,为何能穿透厚玻璃却穿不透不透明的薄膜?光子若是波,为何能精确传达物体的影像?这是个好问题。它涉及两个知识点和不同的观点。一是光、粒子或波的本质是什么?二是物质的实体性。任何物体占据一定的空间是绝对的吗?是因为物体有一个充满空间的固体,还是粒子高速运动形成的封闭系统?光的波粒二象性早在牛顿时代就被发现了
光子若是粒子,为何能穿透厚玻璃却穿不透不透明的薄膜?光子若是波,为何能精确传达物体的影像?
这是个好问题。它涉及两个知识点和不同的观点。一是光、粒子或波的本质是什么?二是物质的实体性。任何物体占据一定的空间是绝对的吗?是因为物体有一个充满空间的固体,还是粒子高速运动形成的封闭系统?光的波粒二象性早在牛顿时代就被发现了。由于当时普遍存在的形而上学思想,人们认为光子的性质只能在粒澳门新葡京子和波之间jiān 做出选择。他们真的不能理解对立统一。
后来,人们意识到不仅光子,而且所有的微观粒子都{读:dōu}具有挥(繁体:揮)发性。因此,光子和其他粒子一《yī》样,本质上是粒子,涨落只是外部物理背景不连续的宏观结果。
例如,如果你将微小的花粉放入水中,它将显[繁体:顯]示随机运动。这表明(pinyin:míng)水是由许多离散的水分子组成的。由于水分子与花粉的不对称碰撞,花粉具有一定《读:dìng》的热运动,并呈现波动性。
爱因斯坦利用光的粒子特性很好地解释了光电效应。光子是量子的激发态。量子{读:zi}是我们宇宙中由普朗克常数h定义的最小澳门银河粒子,它构成了宇宙的物理背景,即不连续量子空间的形成。
在20世纪初,卢瑟(sè)福进行了一项{pinyin:xiàng}重要的实验。这个实验推翻了我们以前对物质的理解。
在过去,实体是存在的代名词,有实体的概念。然而,当卢瑟福用α粒子轰击金箔时,他世界杯意外地发现只有万分之一的粒子被反射回来《繁体:來》。
实验《繁:驗》结果表明,原子内部是非常开放的,它的体积只是由电子高速运动产生的屏蔽效应形成的封闭系统【繁:統】。
这就像子弹和电风扇之间的关系。它们不是绝对的。电风扇是否《拼音:fǒu》关闭取决于子弹与电风扇的速比。如果(guǒ)比率远大于1,则风扇可接(pinyin:jiē)近;否则,风扇关闭。
在现实生活中,有许多因数量{pinyin:liàng}变化而导致不同结果的例子。例如,光子的频率仅表示其能量liàng 的大小,不会改变其性质。
然而,较低能量的可见光会被人体(繁:體)反射回来,因此我们可以看到对亚博体育方;较高能量的X射线会穿过人体,只有较密集的骨骼才会反射回来。我们人类利用X射线的这一特性照射人体,检查人体的内部状况。
由于光【读:guāng】的本质是粒子,物质的体积是粒子运动(dòng)形成的封闭系统,光能否通过物体取决于(繁体:於)光子的能量和物体的接近程度。
如果是{练:shì}极高能量的X射线和伽澳门博彩马射线,大多数物体都是透明的。作为一个极端的例子,能量最大的中微子可以自由地穿过光年的铅。
如果是{读:shì}中等能量的可见光,是否能穿透物体取决于物体的接近程度。一方面,物体的接近程度(dù)取决于它(繁体:牠)的密度,另一方面,它取决于电子的运动。因为是电子而不是质子屏蔽了光。
因此,光子之所以能穿透玻(bō)璃,说明《拼音:míng》玻璃中的自由电子很少;而能反射阳光的薄膜通常是由大分子组成的有机物组成,其多个电子对光有较大的屏蔽作用。
总之,我们应该建立概率的概念。粒子能否穿透物体取决《繁体:決》于《繁:於》它的速度或能量(pinyin:liàng)之比。光的本质是粒子。因此,它能否通过物体取决于物体对光子的封闭程度。
至于为什么光子能清晰地反射物体的边缘而不受其波动的影响,那是因为光子的波长太短,我们看不到光的波动。
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