光是怎样形成的?

光是怎样形成的?~

光源中的光是怎样形成的？提要：在导线内定向移动的电子能使外边的小磁针偏转。这是大自然在提示我们：电子的运动伴生着电磁波。电子振动所伴生的电磁波的宏观表现是不同频率的光。 电子振动由两种原因所引发，一是高温物质核外电子的跃迁所引发的振动，我们把这种高温物质核外电子的跃迁所形成的光源叫热光源。二是电子在磁场或电场作用下引发的受激振动，这样的电子振动与温度无关，我们把这种不需要高温而使电子振动所形成的光源叫冷光源。 关键词：电子运动伴生 电磁波 跃迁 热光源 受激振动 冷光源 早年冬天，家里烧着煤炉，煤烧红了，铁也能烧红、玻璃能烧红、石头也能烧红，为什么所有的物质烧到高温时都要发红光？自然物质如岩浆、铁水、火焰、灯丝等在热到一定的程度为什么就会发光？ 现代研究表明，光是一种电磁波，红光、橙光、蓝光是不同频率的电磁波。而物质是由原子组成，原子是由原子核与核外运转着的电子组成。物质原子中的电磁波是哪里来的？电磁波难道会无中生有？ 面对此问题，我们不得不先来回顾一个我们熟知的物理实验，在这个实验里，电磁波出现与电子运动有着密切的伴生关系，由此看一看电磁波是从哪里来的。 在初中，物理电学的一堂实验课，当导线导通时，电珠发光，导线周边的小磁针立即偏转，杂乱的铁粉在直流导线周围形成了规则的同心圆。用右手定测除了电流——电子的定向运动，原子的核外电子也是在不停地运转着，运转着的电子也会伴生着电磁波。上述物质，岩浆、铁水、火焰、灯丝的发光，就来自于核外电子跃迁运动所伴生的电磁波，也就是高温物质运转着的核外电子跃迁所辐射的电磁波。当然，常温下物质的核外电子也是在运转着，只是速率较低，这时跃迁辐射的电磁波频率大多在红外线范畴，所涉及的是传热，不在本文讨论。电磁波的发生与电子的运动相依相伴，这是自然事实，是我们科研的本源。依照运动状态介分，电子运动分为线性运动和振动，在不同的运动状态下，电子运动所伴生的电磁波也大不相同。核外电子的绕核运动及在导电时电子的流动 是电子的线性运动，线性运动所伴生的电磁波的宏观表现是磁场。此外，与发光息息相关的是电子的振动。电子在磁场或电场作用下会发生振动、当温度较高时核外 电子的跃迁运动也是一种振动，电子振动所伴生的电磁波的宏观表现是不同频率的光。于是，光是从哪里来的？光是怎样形成的？就有了答案：电子在运动时伴生着电磁波，光的形成是由于电子振动所伴生的电磁波。而不是所谓的光子。光源中的光来自于电子的振动，电子振动所伴生的电磁波辐射形成了光波，电子振动的频率构成了光波的频率，大量电子振动所伴生的电磁波辐射形成了光源。因为电子的运动伴生着电磁波，电子的振动是电磁波辐射的必要条件。电子振动由两种原因所引发，一是高温物质核外电子的跃迁所引发的振动，这种振动需要物质的温度大大高于环境温度，运转速率很高的核外电子跃迁辐射才 能达到可见光的频率，我们把这种高温物质核外电子的跃迁所形成的光源叫热光源。二是电子在磁场或电场作用下引发的受激振动，这样的电子振动与温度无关—— 物质发光不需要高温，我们把这种不需要高温而使电子振动所形成的光源叫冷光源。 依据发光物质发光时温度的高低——是跃迁运动还是受激振动，我们把光源分为热光源和冷光源。热光源是高温物质核外电子跃迁运动所伴生的电磁波辐射。当物质温度高于环境温度，其核外电子的速率升高，速率较高的核外电子就发生跃迁运动（绕核运转时降低速率的振动），向外辐射一定频率的电磁波。物质 的温度越高，核外电子的速率就高，电子跃迁所辐射的频率就越高。于是我们就看到了热物质的发光。如：火光、烛光、白炽灯的灯光，以及前述钢铁、玻璃、石头 等烧红时的发光。火光为什么是红的？因为这些物质的温度在 800-1000 ℃左右，核外电子的速率在红色、橙色频率附近，所以核外电子跃迁时辐射出橙红色的光。而白炽灯的灯丝温度在2500℃，其光色显得白亮（其中多了橙、黄、 绿的成分）。热光源一般是多种频率共存的，除了橙光、红光，还有大量的红外波、微波，这些波我们的眼睛看不见，所以热光源的发光效率很低（白炽灯的发光效 率仅有 7%）。冷光源冷光源是在电场、磁场作用下电子受激振动所伴生的电磁波。这里，电子是指自然界游离电子及原子的核外层电子（非跃迁运动）。因为冷光源的发光只是电子在磁场或电场作用下发生振动所伴生的电磁波，仅仅与电子振动的频率、振幅相关，与核外电子运转的速率无关、与物质的温度无 关，发光时不会伴有强烈的发热，不会伴有大量的红外波、微波。所以发光效率高，能节约大量的能源。如：日光灯、节能灯、极光、萤火虫的发光、半导体发光（ LED）等。

浅谈光源的发光原理 作者: 照明工程师社区 来源:照明工程师社区 时间:03月11日 00:00 我们到处都能看到光，那么光源是如何发光的呢?现从量子力学的观点浅谈一下。 一般物质原子的能态是不连续的，正常情况下都处于基态，不会发光。当原子吸收了足够能量，原子的核外电子运动到能量比较高的轨道，原子处于激发态，但不稳定，会向能级较低的激发态或基态跃迁，释放能量，发出不同频率的光。原子获得能量有两种方式：第一种方式是原子与其它的粒子，如原子、电子等，碰撞获得能量；第二种方式就是直接吸收一个光子的能量。原子激发后会跃迁到另一定态或电离，处于激发态。下面谈几种常见的光源。 1 日光灯、白炽灯 电源开关刚闭合时，日光灯管内的水银经灯管两端灯丝加热蒸发，形成稀薄的水银蒸汽，镇流器产生的高压加在灯管两端，使汞原子电离出电子，电子加速后与汞原子碰撞，使气体迅速击穿，产生弧光放电，激发紫外线。紫外线再激发涂在管壁上的荧光粉，发出柔和的光。因此，日光灯荧光粉是通过第二种方式激发而发光的。而白炽灯灯丝中的钨原子一个紧挨一个，在电场作用下电子加速，经很短自由程后就会与原子碰撞，不能使原子激发发光，只能使原子热运动加剧，钨丝温度升高，少量获得较大动能的电子与钨原子碰撞激发发光。因此，白炽灯发光是通过第一种方式激发的，消耗的电能大多转化为热能，发光效率很低，日常生活中提倡使用日光灯、节能灯。 2 太阳 太阳每秒辐射出大约3.8×1026J的能量，地球只接受到其中的二十亿分之一。这么巨大的太阳能是怎么转化来的?原来，在太阳内部，氢的两种同位素氘和氚的原子核在高温下聚变成氦核，发生质量亏损，能量增加，使氦核处于激发态辐射出红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。可见在地球的外层空间有很强的电磁辐射。因此，在太空运行的航天器、空间站，要防止电磁辐射对宇航员的伤害和对通讯的干扰。 3 彩色显像管 彩色显像管内电子枪发出的电子，经2～3万伏高压加速获得较大动能后轰击荧光屏上的荧光粉，红、绿、蓝三基色荧光粉受激发而发光；另一方面，高速电子轰击荧光屏后，使原子能级差较大的内层电子激发，将发出光子能量大、对人体有害的X射线。因此我们看电视时应该与电视机保持3m以上的距离。 4 炼钢炉中的铁水 炼钢炉中的铁原子是通过相邻原子间的碰撞被激发的。当处于激发态的铁原子在能级差较大的定态间发生跃迁时将发出可见光，放置一段时间后不再发光，但人靠近时仍可感到热气逼人，主要是因为还有能级差较小的跃迁发出红外线的缘故。这就是宏观上的热传递现象

光是一种电磁波，有很多种原因可以形成，广义上的光可以由自由电子振荡形成（无线电波），原子外层电子受激辐射（红外线，可见光，紫外线），原子内层电子受激辐射（x射线）原子核（y射线）这是远离.生活中最常见光--阳光是由太阳内发生的核反应后释放的能量直接间接的使周围的原子或原子核由低能级到高能级后，再由高能级回到低能级释放的。

原子中的电子在围绕原子核运动的过程中受到外界能量的作用
发生轨道间的跃迁，跃迁过程释放出光子
就形成了光

电子的能级跃迁产生很高能量，放射出去产生光

运动的物体对空间的扰动就是光线，此扰动向任意方向均匀急速传播。

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金家庄区18912173219： 光是怎样产生的 - ？
应慧五水： 光是能量,能量大小由光子的频率决定,很多能量转移过程中都有光子的产生,当光子的数目达到一定程度且频率在人能感受的范围中时,就成了生活中肉眼所见到的光,贝达衰变时放出的光子数目太少,我们不能看见,紫外光,红外线频率在...

金家庄区18912173219： 光是如何如产生的? - ？
应慧五水：[答案] 关于光的产生 最经典的理论就是原子能量跃迁发射光子的理论.这样的理论认为原子从能量场或者受到能量物质的撞击中获得能量后其电子能级(运行轨道)就会产生从低能级(轨道)向高能级(轨道)的跃迁,并吸收能量.同理当其电子因为激发作...

金家庄区18912173219： 光是怎样形成的?？
应慧五水： 光是一种电磁波,有很多种原因可以形成,广义上的光可以由自由电子振荡形成(无线电波),原子外层电子受激辐射(红外线,可见光,紫外线),原子内层电子受激辐射(x射线)原子核(y射线)这是远离.生活中最常见光--阳光是由太阳内发生的核反应后释放的能量直接间接的使周围的原子或原子核由低能级到高能级后,再由高能级回到低能级释放的.

金家庄区18912173219： 光是怎么形成的? - ？
应慧五水： 光就是光子,产生光子就是产生光..有很多种不同的方式可以产生光子,但所有这些方式都是利用原子内的相同机制来达到目的,既原子核或核外电子受激发放出光子光电子理论.原子都是由原子核和核外电子构成,电子在自己的固定轨道上绕核旋转.根据能量最低原理,电子总是首先填充能量较低的轨道,处于稳定的基态;当获得一个额外能量,使它能够争脱核的束缚时,便可向高能量轨道跃迁,处于不稳定的激发态.此时该电子可通过向外辐射光子的形式降低自身能量回到基态,而光子的能量正好等于两个轨道能量之差.

金家庄区18912173219： 光是怎样形成的？
应慧五水： 光是由光粒子组成 原子是由原子核和电子构成,电子在原子核周围旋转但有很多轨道,不同的轨道代表不同的能级,当一个核外电子受到激发从一个高能级向低能级转换时,电子就会释放能量,就会有相应的一个光子产生,同样,当向更高的能...

金家庄区18912173219： 谁知道光是怎样形成的 - ？
应慧五水： 电子在运动时伴生着电磁波,光的形成是由于电子振动所伴生的电磁波.而不是所谓的光子.光源中的光来自于电子的振动,电子振动所伴生的电磁波辐射形成了光波,电子振动的频率构成了光波的频率,大量电子振动所伴生的电磁波辐射形成...

金家庄区18912173219： 光是怎么产生的?? - ？
应慧五水： 光的种类 光源可以分为三种. 第一种是热效应产生的光,太阳光就是很好的例子,此外蜡烛等物品也都一样,此类光随着温度的变化会改变颜色. 第二种是原子发光,荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光,此外霓虹灯的原理也是一样.原子发光具有独自的基本色彩. 第三种是synchrotron发光,同时携带有强大的能量,原子炉发的光就是这种,但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会.

金家庄区18912173219： 光是怎样形成的 - ？
应慧五水： 光的形成方式 加热可能是激发原子的方法中最常见的一种,同时也是白热光的基础.如果用喷灯加热马蹄铁,它最终会变为红热,如果加热程度足够,还会变为白热.红色是能量最低的可见光,因此在红热物体中,原子获得的能量仅够开始散发...

金家庄区18912173219： 光是如何形成的? - ？
应慧五水： 光是其中的一种特殊的电磁波,电磁波固然是磁场和电场的变化引起的.但是楼主有没有想过,归根结底都是电子的空间位移引起的能量变化才是本质?光的电子跃迁也是电流的剧烈变化,也是能量的释放引起的.光的本质也是如此. 在研究光...

金家庄区18912173219： 光是如何产生的? - ？
应慧五水： 光通常是由电子能量改变时产生的,具体地说,就是电子从高能量状态到低能量状态转变时,所失去的能量将转化为光子.光的本质是电磁波,电磁波分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线几种.无线电波一般是由导体内的自由电子被激发,在能量降低时发出.红外线、可见光、紫外线是由原子的价电子被激发到高能级后,向低能级跃迁时产生的.X射线由原子的内层电子激发-跃迁产生.γ射线来自于原子核内部,在原子核内涉及到放射性衰变、核裂变、聚变等过程中,有电子的产生和消亡时,常有γ光子伴随产生.同时,在高等粒子的碰撞、衰变、正反粒子湮灭时也常常产生γ光子,例如电子和正电子湮灭时,就产生一对γ光子.