光子是如何形成的?

作者&投稿:舟以 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
光子是怎么产生的?~

光是由有许多能量和动力的没有质量的粒子组成的,这些粒子叫做光子。光子是因为电子移动才释放出来。在原子中,电子在原子的四周围以轨道形式移动。电子在不同的轨函数有着不同等的能量。通常来说,有着更大能量的电子以轨道移动远离了核子。当电子从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道,能量水平就增高,反过来,当从更高轨函数跌落到更低的轨函数里时电子就会释放能量。能量是以光子形式释放出来的。更高能量下降释放更高能量的光子,它的特点在于它的高频率。

首先,光是一种电磁波,只要有变化的磁场或电场就会产生电磁波。光子是电磁波的最小单位,形成多半类似,答的不好算开个头。是电子从原子的高能轨道跳到低能轨道时放出来的。
光电子是电子,光子是光子,二者是很不同的。
光电效应是光子打到金属原子上,电子吸收光子的能量,使电子的能量足够大脱离原子核和金属的束缚,飞离金属。
光子怎么产生的,是个很难的问题,量子力学都无法回答。但可以列举一些实验,具有产生光子的过程。比如说,原子受激发后,又跃迁到基态,电子能量降低,多余的能量就是以光子的形式释放出来。

原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静止量为零,不带荷电,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。
[编辑本段]光子与经典电磁理论
命名
光子起初被爱因斯坦命名为光量子[7] 。 光子的现代英文名称photon源于希腊文 φῶς (在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的[11] 。 在路易士的理论中, photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。 尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认, photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。 根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载, 阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子[12] [13] 。
在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线 [14] [15] ,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线 [14] [15 ] ,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。 在化学和光学工程领域,光子经常被写为h ν ,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为h f 。
物理性质
用费曼图表示的正电子 - 负电子散射(也叫做BhaBha散射 ),波浪线表示交换虚光子的过程
参见: 狭义相对论
从波的角度看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;从粒子的角度看,光子静止质量为零[4] ,电荷为零[17] , 半衰期无限长。 光子是自旋为1的规范玻色子,因而轻子数 、 重子数和奇异数都为零。
光子的静止质量严格为零,本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价,如果光子静质量不为零,那么库仑定律也不是严格的平方反比定律[18] 。 所有有关的经典理论,如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。 从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限:(公式缺)
这里?即是光子质量的上限, ?是任意电磁波的频率,位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8赫兹。
这个值仅比现在得到的广为接受的上限值高出两个数量级。
参见光子:规范玻色子一节中对光子质量的讨论。
光子能够在很多自然过程中产生,例如:在分子、 原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子,粒子和反粒子 湮灭时也会产生光子;在上述的时间反演过程中光子能够被吸收,即分子、原子或原子核从低能级向高能级跃迁,粒子和反粒子对的产生。
在真空中光子的速度为光速,能量 和动量p之间关系为(公式缺); 相对论力学中一般质量为?的粒子的能量动量关系为(公式缺)。
光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关 。
从而得到光子的动量大小为 ?
其中? 也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 , k是波矢,其大小也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 ,方向指向光子的传播方向;?叫做波数 ;? 是角频率 。 光子本身还携带有与其频率无关的内秉角动量?: 自旋角动量 ?,其大小为光子本身 ,并且自旋角动量在其运动方向上的分量(这一分量在量子场论中被称作helicity )一定为 ? ,两种可能的值分别对应着光子的两种圆偏振态(右旋和左旋)。
从光子的能量、动量公式可导出一个推论:粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。 原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零,由于动量守恒定律 ,产生的光子的总动量也必须为零;由于单个光子总具有不为零的大小为 的动量,系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。 产生光子的频率,即它们的能量,则由能量-动量守恒定律 (四维动量守恒)决定。 而从能量-动量守恒可知,粒子和反粒子湮灭的逆过程,即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。
光子具有波粒二象性,即说光子像一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性,光子的波动性有光子的衍射而证明,光子的粒子性是由光电效应证明。
上面有人认为光子的动质量为零是错误的,光子的静质量为零,否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的,计算方法是这样的:首先,由于频率为v的光子的能量为
E=hv,(其中h为普朗克常数),故由质能公式可得其质量为:m=E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。该方法由爱因斯坦首先提出。
经典的波有群速度与相速度之分。
光子的速度就是光速。
光子有速度、能量、动量、质量。光子不可能静止。光子可以变成其它物质(如一对正负电子),但能量守恒、动量守恒。
华中科大罗俊教授重新确定光子静止质量上限
华中科技大学教授重新确定光子静止质量上限,有业内人士认为:光子静止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为,光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量,那么有些经典理论将要有所变化。
在2月28日出版的美国《物理学评论快报》(PhysicalReviewLetters) 上,有专文介绍说:“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明,在任何情况下,光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克,这一结果是之前已知的光子质量上限的1/20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法,在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限,进一步提高了至少一个数量级。
据悉,如果光子存在静止质量,虽然不会影响到人们的日常生活,但其产生的后果将是根本性的———例如,光速将随波长的改变而变化,并且光波将像声波一样能够产生纵向振动。

首先,光是一种电磁波,只要有变化的磁场或电场就会产生电磁波。光子是电磁波的最小单位,形成多半类似,答的不好算开个头。是电子从原子的高能轨道跳到低能轨道时放出来的。
光电子是电子,光子是光子,二者是很不同的。
光电效应是光子打到金属原子上,电子吸收光子的能量,使电子的能量足够大脱离原子核和金属的束缚,飞离金属。
光子怎么产生的,是个很难的问题,量子力学都无法回答。但可以列举一些实验,具有产生光子的过程。比如说,原子受激发后,又跃迁到基态,电子能量降低,多余的能量就是以光子的形式释放出来。

光是电磁波 一种能量辐射形式而以

不仅是正反物质相遇,一个最简单的就是电子从高能级向低能级跃迁时就会辐射光子。日常生活中的大部分光是都这么产生的吧

你的问题好比是在问为什么1+1=2
光子是由什么产生的呢?
当初我们问,人类怎么产生的,答案:单细胞生命体演化而来的阿
单细胞生命体怎么产生的?答案:蛋白质+水+等等微量元素咯
那蛋白质怎么来的阿?答案:N个分子结合咯...
分子类?答案:原子组成的阿
原子类?答案:夸克阿
那夸克涅?
答案未明
总之我认为人类的发展发现是离不开硬件的,就如同在原始社会谈细胞是根本不可能的
现在我知道光子是组成光的一种"物质"/"能量"
但是光子是由什么组成的呢?等到我们的设备更先进了,能捕捉光子了,能进行更细微的微观了,估计答案就出来了
你的理论有点意思,光子是能量,是不具有实体的"物质".但是从现在的发现来说,我们所能获得/看见/感受到的光子都是由发光体进行能量转化得来的
光子就是能量以光速向外界传输的载体,能量在光速下就以光子的形态传输 ;

个人体会,看看就好

光子是由于电子从高等级到低等级跃迁的过程中释放出来的
E=mc^2是能量与质量之间的公式


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青河县18947904701: 光子是怎样形成的 -
荡卫痰热: 首先,光是一种电磁波,只要有变化的磁场或电场就会产生电磁波.光子是电磁波的最小单位,形成多半类似,答的不好算开个头.是电子从原子的高能轨道跳到低能轨道时放出来的.光电子是电子,光子是光子,二者是很不同的. 光电效应是光子打到金属原子上,电子吸收光子的能量,使电子的能量足够大脱离原子核和金属的束缚,飞离金属. 光子怎么产生的,是个很难的问题,量子力学都无法回答.但可以列举一些实验,具有产生光子的过程.比如说,原子受激发后,又跃迁到基态,电子能量降低,多余的能量就是以光子的形式释放出来.

青河县18947904701: 光子怎样形成 -
荡卫痰热:[答案] 光电子是电子,光子是光子,二者是很不同的.光电效应是光子打到金属原子上,电子吸收光子的能量,使电子的能量足够大脱离原子核和金属的束缚,飞离金属.光子怎么产生的,是个很难的问题,量子力学都无法回答.但可以列举一些...

青河县18947904701: 光子是怎样产生的? -
荡卫痰热: 自由电子和光子都是绕核电子撞击原子核而产生,发射或辐射出来的一种粒子.两种粒子的产生与原子处于何种热状态有关.一般来说;物体的温度越高,物体向外辐射的光子数量就越多,反之,物体向外发射的都是自由电子.自由电子与光子...

青河县18947904701: 光子是怎么产生的? -
荡卫痰热: 光是由有许多能量和动力的没有质量的粒子组成的,这些粒子叫做光子.光子是因为电子移动才释放出来.在原子中,电子在原子的四周围以轨道形式移动.电子在不同的轨函数有着不同等的能量.通常来说,有着更大能量的电子以轨道移动远离了核子.当电子从一个更低的轨道跳到一个更高的轨道,能量水平就增高,反过来,当从更高轨函数跌落到更低的轨函数里时电子就会释放能量.能量是以光子形式释放出来的.更高能量下降释放更高能量的光子,它的特点在于它的高频率.

青河县18947904701: 光子是如何产生的,按照现代物理学理论一个物体是不是可以无限产生光子 -
荡卫痰热:[答案] 光子是原子能级跃迁产生的, 按照现代物理学理论:E=mc2,一个物体是不可以无限产生光子的,因为物体的能量是有限的.

青河县18947904701: 光子是什么构成的 -
荡卫痰热: 原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ.其静止质量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,E=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子.这东西网上随便就能找到

青河县18947904701: 光是怎样产生的 -
荡卫痰热: 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...

青河县18947904701: 光是怎么形成的? -
荡卫痰热: 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.

青河县18947904701: 光是怎样形成的,是粒子流还是电磁波?成分是什么 -
荡卫痰热:[答案] 带电荷的粒子运动状态的改变就会产生或吸收光子,以电子为例:激发电子就是使其能量增大,至少有三种方式:1)分子或原子的热运动使得彼此碰撞,这时就可能将一部分分子或原子的动能在碰撞时转移给电子,它再返回低能级时就发光.白炽灯...

青河县18947904701: 谁知道光是怎样形成的?
荡卫痰热:光是一种人类眼睛可以见的电磁波(可见光谱).在科学上的定义,光有时候是指所有的电磁波谱.光是由一种称为光子的基本粒子组成.具有粒子性与波动性,或称为波粒二象性[1].光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播. 有实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间.波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”.在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”.红外线和紫外线不能引起视觉,但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在.所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域,甚至X射线均被认为是光,而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分.

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