光是如何产生的？如何传播的？光子是什么？

光是如何传播的？~

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光具有波粒二相性，是一种以电磁波形式传播的特殊粒子——光子，由光源产生，被各种物体反射、折射进入人眼，并被感知，所以我们才能看到周围的景物。但是什么样的物体才是光源，是不是所有的物体都能产生光子呢？光子的产生途径又是什么呢？
表面光子产生的途径很多，但归根结底遵循的都是一个机理——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。这种现象在我们日常生活中是非常普遍的，在很多工厂和公园中都可以看到发着黄光的钠气灯。学过化学的人都知道，钠原子核外有11个电子，分布在3个轨道上，最外层只有1个电子，称为3s电子，当它受到外界激发而发生跃迁时，会释放出波长为580纳米的光子，正好处于黄色可见光的波长范围。
激发原子最常用的方法是加热，当用喷灯加热一块马蹄铁时，它会随着温度的提高先变成红色，达到足够热时会变成白色。这是由于红色光的能量最低，少量的热量就可将电子激发到一个最临近的高能轨道，回归时便释放出能量较低的红光。继续加热，受激发的电子数目增加，跃迁到不同的轨道，回归时释放出不同能量的可见光，相互叠加便成为白光。利用这种原理，人们用不同的方式产生热，再激发不同的元素，制造出各种形式和色彩的灯：
钨灯：最常用的白炽灯的灯丝选用钨，具有很大电阻，通电可以产生很高的热量，同时灯泡中充满惰性气体防止灯丝氧化，可以产生亮度很大的白光。
汽灯：很多信号灯用天然气或煤油作为热源。
荧光灯：用电直接激发原子，而不是产生热量，可以防止额外的热量散失，达到节能的要求。
激光器：利用能量激发一种激光介质，产生特定波长的光。
化学灯：利用化学反应提供能量激发原子。

光子(又叫光量子)是一种静止质量为零的粒子j具有能量和动量。它的能量表示式为E=hυ(υ为频率，h为普朗克恒量)，动量表示式为p=E／c(c为光速)。

(2)说明

光子说的实验基础是

a．黑体辐射；

b．光电效应；

c．康普顿效应。

根据这些实验提出光子说，即电磁辐射的发射和吸收是不连续的，它们是一份一份地进行的。每一份能量叫做一个能量子(或光量子、光子)。在空间传播的光(即电磁辐射)也是由光子组成。每个光子所具有的能量E和它的频率”成正比，即E=hυ，比例常数万是一个普适恒量，叫做普朗克恒量(或普朗克常数)。由于υ=c/λ(λ为波长)，光子的动量p=E／c=hυ／c=h/λ。
光速是光子运动的传播速度,

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用从高能级向低能级跃迁时就会发射出光子释放能量。光就是原子从高能级向低能级跃迁时辐射的具有能量的“光物质--光子”。如： “当原子从一能量较高的定态向能量较低的定态跃迁时，将以光的形式发射出一个光子，而原子从能量较低的定态向能量较高的定态跃迁时，必吸收一个具有一定能量的光子，此发射与吸收的光子的能量皆为 hv=Em-En.....” 这样的理论有大量的计算公式证实了原子在发光过程中的能量交换现象。并被认为比较“圆满”地解释了发光的原理。

然而，精灵总觉得这跃迁的道理好像还没有讲完：

* 能量跃迁是电子运行轨道的变化不是吗？是因为原子吸收了能量（注意不是吸收物质）从而使电子从离核较远的轨道跃迁至离核较近的轨道。这样的状态改变，不是物质的增加，只是能量的增加，是物质能量的增加造成了物质结构的变化。但是，为什么当这样的过程被倒运行，即电子从高能级向低能级跃迁时，除了轨道的还原外，却还辐射了“光物质”--光子来，而不是之前所增加的能量呢？这样，原来的原子因为“缺失了”“光物质”还可能是原来的原子吗？况且，光子是不断地被发射出来的，这样，电灯之类的发光物体岂还能继续完好地存在？如果说，电至发光现象是电子变成了光子，也就是说电子流经发光物质时转换成了光子。那么，电源物质的电子也必然会缺失，那么，像发电机这样的电源。金属铜线中缺失的电子又从哪里得到补充。现有的发电机理由如何解释？

* 大家知道光是电磁波，上述光子的辐射如何体现波的性质呢？光的频率应该是光子的飞行速度还是光子的自旋速度呢？或者是来回跃迁的频率呢？再获者是与多光子运动时形成的“波浪”前行的速率呢？也许就只能求助“函数统计”或者“统计函数”这一人为的高招了。然而，这“函数统计”或者“统计函数”又是怎样的情形呢？它真实地体现了，或者它就是物质运动的实际吗？这里面的奥秘可能就不是像精灵这样的普通人所能理解的了。

* 轨道跃迁应该是原子核和电子能量同时增加的结果。即，应该是原子能量的总体增加。电子的轨道改变了，这是能量作用的结果，这可以理解。而相应的原子核呢？其能量增加的状态时什么呢？是物质的增加还是转速的增加呢？（物质的增加，我们没有发现，自转加快却是可以证实。）

电子轨道跃迁是发光机理中的一个已经被证实了的现象。

因此，我们能否这样联想： 电能，电磁能，或其他的能量使电子轨道跃迁。 跃迁就是电子轨道向核靠近，原子体积缩小，核的自传速度加快，从而使原子的自传加快的现象。原子的自传加快就是原子周围的磁场周期性变化加快，也即频率加快；如果这个加快的频率达到了光的波段。光的能量通过物质的旋转运动传导到了我们的眼睛里。

好！这样，光不就产生了吗？ 光的能量性质，光的脉冲现象，光的频率，光的波长，光的能量转换，光的物质运动形态，光的波粒两相性等等不都一一迎刃而解了吗？ 这样，磁、电、光（电磁波）之间的内在的能量转换联系不也就清晰起来了吗？

仅仅是因为加入了旋转的因素啊。现有的光的波理论，光的粒子理论恰恰都忽略了“旋转”这一物质最普遍，最基本的运动形态。没有将旋转因素纳入光的两相性的阐释。

是啊，多么圆满的结局。但，别高兴得太早。 这样的结果，仅仅是建立在原子的运动是磁力线（能量）穿过原子核的轴心造成的推理之上的。是建立在磁场能量运动是由磁力线的纵横矢量构成的推理之上的。虽然，精灵认为这样的推理是很可能被实验证实的。因为，它几乎解释了精灵在光问题上的困惑。但，这毕竟是推理。

关键就是对物质原子，以致物质旋转机理的揭示。

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。自由电子与光子在运动的形式和速度的问题上是有区别的。一般来说；光子的平运动速度快而自身的转运动速度慢，相比较，自由电子的平运动速度慢而自身的转运动速度快。粒子运行轨道的大小与粒子自身转运动的速度成反比。光子由于自转的速度慢，所以，光在太空中的运动轨道非常大，自由电子运动的轨道虽然小的多，但是，自由电子属于转动速度不相同的类粒子（光也是如此，不能把光看成是一个模型中出来的东西）。自由电子在物体周围的存在一般离物体越近其数量越多，即密度越大。也就是说；自由电子在物体周围的分布是不均匀的。所谓“场”其实就是自由电子在物体周围运动所出现的一种存在状态。“场”存在有序状态与无序状态的问题，所谓有序是指；自由电子在物体周围的运动方向大都是一致的。就像空气分子在龙卷风运动状态下的存在那样。这类场，如；电场，磁场，从宏观的层面上讲；表现有一定的作用（合）力。所谓无序是指；自由电子在物体周围运动的方向上很杂乱，不能形成有效的作用（合）力，所以，从宏观的层面上讲；人们感觉不到它的存在（电子杂音）。其实，从分力而不是从合力的角度上讲，有序场与无序场的总动能量是一样的。比如；一块铁，在有磁和无磁状态下其原子发射的自由电子总量是一样的，不同的是；在有磁状态下自由电子运动的方向是一致的，这样，磁体产生了S和N极即抛出极和吸入极。因此，在自然界中，物质的群体运动存在这样一条法则或公理即；有序则强，无序则弱。有人会问；宇宙间是否存在光场呢？当然存在光场，凡是发光的物体周围都存在光场。光场的范围比自由电子场的范围大的多。（光的运动从小尺度上讲；是直线运动。从大尺度上讲；光的运动是曲线运动或轨道运动）比如；太阳周围存在光场，银河系周围存在光场，等。物体发射的光一般是无序的，所以，光场一般也是无序的场。

光的本质是电磁波，是能量的传播。光是沿着直线传播的。所谓的光子是认为光是物质的把光分成一份一份的。在没有发现光是电磁波前是这样理解的。但是说是光子也对。因为它可以解释一下现象。波粒二象性

光是什么？是怎么产生的呢？

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洮北区18999808302： 光是如何产生的?如何传播的?光子是什么? - ？
孙裴美克： 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...

洮北区18999808302： 光是如何传播的 - ？
孙裴美克： 光是某一频段的电磁波,而电磁波的传播不需要任何介质 光速,即电磁波在真空中的传播速度 光是直线传播(均匀介质中)的,但当光遇到另一界质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然缘直线传播.

洮北区18999808302： 光是怎样形成的,是粒子流还是电磁波?成分是什么 - ？
孙裴美克：[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...

洮北区18999808302： 光是怎样产生的? - ？
孙裴美克： 光源发出光,是因为光源中电子获得额外能量.如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量.如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位,从激发态到达稳定态,电子就不动了.否则电子会再次跃迁...

洮北区18999808302： 光是怎么样形成的? - ？
孙裴美克： 1.光就是一种电磁波(高频) 2.这是爱因斯坦为了解释光电效应而提出的. 光的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份就叫光量子,简称为光子 3.产生光的方法很多 最常见的就是用各种光源 4.光的本质就是波粒二象性,就是说光不但能发生波的所有现象(例如反射,衍射,干涉,多普勒效应),同时也具有粒子性(例如,光电效应,康普顿效应)

洮北区18999808302： 光是什么?怎么产生的? - ？
孙裴美克： 光是一个物理学名词,其本质是一种处于特定频段的光子流.光源发出光,是因为光源中电子获得额外能量.如果能量不足以使其跃迁(jump)到更外层的轨道,电子就会进行加速运动,并以波的形式释放能量;反之,电子跃迁.如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位,从激发态到达稳定态,电子就不动了;反之,电子会再次跃迁回之前的轨道,并且以波的形式释放能量.简单地说,光是沿直线传播的,光的传播,由于受到该物体强引力场的影响,光的传播路径也会发生相应的偏折.

洮北区18999808302： 光是怎样传播的 - ？
孙裴美克： 上面各位的说法好像有点不妥. 光是一种物质.从光的波粒二象性即可得知. 光本身就是一种物质,不需要介质,因为它本身就是一种介质. 光是由光子构成,光子的速度很大,质量很小 重力(引力)对其基本不造成影响 所以光子从发光体射出以后 不受到其它外力作用 做匀速直线运动 若碰到障碍物则发生反射或折射. 我们认为光是沿直线传播的 但并非都是沿直线传播 比如在黑洞巨大的引力场作用下,此时的引力就不能忽略了,光子会在其的吸引下改变运动方向. ………… 好像有点答非所问…….

洮北区18999808302： 光是怎么样形成的？
孙裴美克： 光是一种人类眼睛可以见的电磁波.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. 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,所以彩色拍摄时我们需要进行相应的补正. 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.

洮北区18999808302： 光是如何出现的? - ？
孙裴美克： 光的产生可以分为三类:第一类是热效应产生的光.太阳光就是很好的例子,因为周围环境比太阳温度低,为了达到热平衡,太阳会一直以电磁波的形式释放能量,直到周围的温度和它一样.第二类是原子跃迁发光.荧光灯灯管内壁涂抹的荧光...

洮北区18999808302： 光是怎么形成的?怎么传播的? - ？
孙裴美克： 众所周知,声波主要是通过空气传播的.空气粒子在声源处受到发声体振动时的挤压和推拉,形成疏密相间的纵波向外传播.也就是说,声波是波,但它的波动性是通过空气粒子表现的:波动是粒子的宏观行为,但单独的空气粒子一定也有它的...