光子是一种粒子,那为什么没人能将光子搜集到瓶子里?

作者&投稿:訾杜 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
光子是一种实物粒子,但是还没有静止质量,那光子是一种什么样的粒子?如何理解光子这种粒子?~

光子的速度越小,它的质量也就越小。当光子的速度趋于0时,它的质量就趋于0。
但实际上,光子的速度不可能降为0,因此这只是理论上存在的。


储存光是一个非常困难的工作,主要有以下几个原因。 1、光路是可逆的。大部分装置,光怎么进来,就能怎么出去。瓶子能装水,因为重力瓶口不用封住水也不会从上面飞出来。可是地球的重力根本不能把光限制在装置里,光可以从瓶口跑掉。当然,如果是黑洞就不一样了。为了存储光,要不然就要发明一个单向瓶口(只许进,不许出),要不然就需要一个光子的黑洞(把光吸住跑不掉)。 2、光的吸收普遍存在在所有的物质中。这就比如,用玻璃瓶可以装水,因为玻璃不吸收水,也不漏水。可是普通的纸瓶子就不能装水,它吸水啊!对于光来讲,各种材料的吸收都不小(就像海绵做的瓶子装水)。即使把光装进某个装置里,也会很快被吸收光。另外,即使材料对光的吸收率非常小,可是光速太高,光和镜子的反射次数太多,光的衰减也太快。 比如,我们用银镜(最好的金属镜子,对可见光的反射率可以达到98%+,我们就认为是99%好了),做成0.1m大小的盒子,把光装起来。那么,只要1us,光大概被反射3000次,剩下的光强就只有0.99^(3000)=8x10^(-14)了,这样估计一下,1s后,光强就只剩下10^(-14000000)这个数量级了。 如果我们不利用镜子反射,而利用全反射(介质吸收比金属小),那么能达到什么水平呢?目前使用的通讯光纤,大概能做到每40km衰减一个数量级(10倍)。如果理想的实验室条件,用最不计成本的工艺和材料,能做到好于民用两个数量级,假设是4000km一个数量级的衰减,那么光每0.02s就会衰减一个数量级,1秒钟,存储装置里的光就衰减50个数量级。 可以看到,光在物质中传播,或者在物质表面的反射,所普遍存在的衰减(光吸收),使得我们无法在宏观可用的时间尺度里存储光。这个问题目前还没有方法能够解决(你要储存光,总归要用物质做成装置吧,可是只要是物质,不论反射还是透射,总有光的吸收)。  可是,人们还是在不懈努力去寻找储存光的方法,但并不是用来在宏观尺度上把光存起来再放出来的,而是做一些其他的事情。主要包括两点 1、光信号处理方面,暂存光可以制作一些信号处理器件。 2、光与物质相互作用方面,把光关进某个系统里,那光就只好跟系统里的物质作用了。(例如增加太阳能电池的效率,增加光催化反应的速率等等)。



有人就发明了一种方法,把光转化为量子态存储起来,过一段时间再放出来(这个时间延迟可以达到1s)并且在此过程中不丢失光携带的信息[7]。 当然,这种方法已经不是在存储光了,而是把光转化为量子态存起来。在信号处理上,这种方法更有用。要知道,在计算机内存里面存储电信息,也要1us以内就刷新一次。而1s的信息存储寿命远远够用了。这个技术就是为了实现光计算中的Memory。  总之,目前有很多方法存储光,但是由于光吸收的问题,无法在宏观的时间尺度上存储光,即使把光收集到某个系统里,在短时间内光就会被吸收掉。 如果把光转化为其他状态,比如量子态,可以在宏观的时间尺度上存储光信息,但那就已经不是光了。



光子存在于宇宙中的任何 角落,宇宙广阔无垠的真空空间也是充满了光子,光能穿过的地方就有光子,光能以30万公里每秒的速度传递,其实像电子在导体中传递是一样的,发电机产生推动电子的能力,通过导体内一个一个挨着的电子推动了用电器电子作功,而发电机内的电子并没有跑到万里之外的用电器。光子也是一样的传递。发光器好像发电机,通过充满光子的空间,或是玻璃等含有光子的物质直线传到远方。除了光子,还有中微子、电磁波等等都存在于我们的身边和宇宙空间的任何角落。这和我们刚认识到我们人类生活的空间是空的,后来发现还有气体是一样的,人类对大自然的认识还远不够,或许永远都是个谜。

因为瓶子不是黑洞,黑洞里还要有抓住光的才料,所以抓不住光子

因为黑洞才可以搜集啊,瓶子又不属于黑洞啊。


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辐射,质子,中子,原子,离子,粒子,量子,分子各自的具体涵义?
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请问世间一切物质是否终究是由同一种粒子构成的?
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公安县17256197588: 光子是否客观存在? -
戚狡腹膜: 光子不是真实存在的. 光具有粒子性,所以用光子的概念来解释.光子只是个概念.

公安县17256197588: 什么是光子,它是粒子吗? -
戚狡腹膜: 其实光子这个东西也是具体存在的,一般人都认为光是一种波,其实这种说法在光以光线的形式存在的时候是正确的,因为光可以干涉,衍射,具有波应该具有的一切性质,以至于历史上有一段时期一致认为光就是一种波,可是有时候有许多现...

公安县17256197588: 光子有质量为什么不能击穿物体呢 -
戚狡腹膜: 首先,如果是透明的物体,其实光是穿过去了,但是没有和物体发生相互作用.你可以理解成光子从这个物体的分子空隙中间穿过了. 如果是不透明的物体,需要很大光束的光才能发生你所说的击穿的现象 光照在物体上会形成“光压”,这个...

公安县17256197588: 光是由光子组成,那为什么他不属于实物
戚狡腹膜: 光在比较明显的体现出粒子性的时候,我们称其为“光子”,其实指的是光的能量此时体现出不像波那样连续传递,而是体现出能量在空间上被分割为断续的包,一粒粒的传播以及相互作用.这些能量集中的区域,成为光子.所以光子是没有静止质量和静止能量的,光子是密切的和光的能量的“传播”相联系的. 所以说传统意义上,光并不是由某一具体粒子构成的.

公安县17256197588: 有人捕捉到过光子吗?还是说 光子 只是推理出来的东西? -
戚狡腹膜: 光子是确实存在,但是正确的说法是光量子,量子并不是粒子,光子也并非粒子.在很多人的想象中光子是一种会发光的小球球,这是错误的.光子并没有实际尺寸大小,因此没法捕捉.

公安县17256197588: 为什么一些基本粒子可以穿透大多数物体,而光子就不能? -
戚狡腹膜: 因为光不仅是粒子,还是一种波,波会反射 光具有波粒二象性

公安县17256197588: 光子是什么? -
戚狡腹膜: 光子是光的粒子,是在光传播中的一种存在状态.而光子带是光传播时形成的光带,它是一种能量状态.而作为没有能源的能量状态,到目前还没有“实在的”发现. 由于它是一种能量波传输状态因此它不同于实物粒子,不可能构成什么“独立...

公安县17256197588: 光子是物质还是能量,为啥没能量? -
戚狡腹膜: 是物质,有能量,这是一个广义的物质,包含狭义的物质和物理学中具有能量的各种能量场,它也有质量.它的质量通过质能方程计算出来,E=m*c*c,E为能量,m为质量,c为光速,单位全是标准单位.

公安县17256197588: 为什么不能把光波看成 微观的粒子 -
戚狡腹膜: 首先,物理上微观粒子并没有被精确定义.物理上定义了什么叫质点,定义了什么叫光子,定义了什么是相对论,但没有定义什么是微观粒子.他就跟区分大和小一样,是一个量变到质变的过程.第二,光子确实很特殊,他不能用量子力学来处理,只能用量子场论(量子电动力学)来处理.也许那本书的作者是这样想的:光子不能用量子力学来处理,而量子力学是用来处理微观粒子的,所以光子不是微观粒子,典型的三段论.第三,不能把光波看成微观粒子,这种说法不太严谨,更准确的说法应该是,不能把光子看成像电子一样的实物粒子(这是一本量子物理教材上说的).原因已经说过,他不在量子力学范畴内.

公安县17256197588: 既然光是一种物质,那为何火不是物质呢? -
戚狡腹膜: 1905年爱因斯坦提出了著名的光电效应,认为紫外线在照射物体表面时,会将能量传给表面电子,使之摆脱原子核的束缚,从表面释放出来,因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子.后人又将这一理论进一步深化,创建了量子物理,认为一切物质都具有波粒二相性,只是二者所占比例不同,所以光既是一种波,同时又是由一个个光子所构成.但光作为一种独特物质,它的波动性还是占主要方面.

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