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照亮人类世界的光的本质是什么?书中的电磁波是双胞胎吗?

作者:天文在线

对于人类来说,光首先是一种照亮世界的奇妙现象,它使一切出现在我们的眼睛里。当我们失去光明时会发生什么?自从人类睁开眼睛观察世界以来,太阳就被尊为光之神,生命和安全的源泉。那么理性怀疑的出现,让我们开始思考光现象的本质。那么,什么是光呢?

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光是物质产生的一种能量形式。要了解它是如何产生的,我们必须首先研究物质的组成,即原子。

原子有点像蜂巢,被大群蜜蜂包围:蜂巢对应于原子核,而大群蜜蜂代表原子核周围的电子云。

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然而,原子核和电子具有特殊性质:它们都是带电的。更重要的是,它们承载着相反的电荷。我们将原子核携带的电荷称为"正"电荷,而电子则携带相反的电荷或"负"电荷。在原子粒子的世界里,对立面相互吸吮;

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此外,蜜蜂和电子之间还有一个重要的区别:蜜蜂可以在蜂巢周围自由飞行,但不能在电子周围飞行;

虽然电子不能随心所欲地选择它们在原子核周围的位置,但它们可以通过改变轨道来调整它们与原子核的距离。要做到这一点,电子需要改变它们的能量,以匹配即将前进的轨道能量。

例如,如果电子从远离原子核的轨道进入更靠近原子核的轨道,它们需要释放一些能量。释放的能量具有带电的成分,并且像所有带负电荷的物质一样,这种能量是磁性的。电子以称为光子的小"能量包"的形式从其多余的能量中释放出来。

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光子是没有质量并且移动非常快的能量粒子。奇怪的是,移动的光子与物质以与波相同的形式相互作用,类似于水面上的波。也因为这种波既是带电的又是磁性的,所以我们称之为"电磁波"。

众所周知,光子和电磁波在某种意义上是同义词。在日常语言中,它们有一个共同的名字:光。但实际上,光子实际上是一个"光粒子",而电磁波是一个"光波"。

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光最着名的定义是产生视觉感觉的物理现象。物理研究表明,仅电磁波在真空中的波长就约为550纳米,上下漂浮约三分之一。通过环境适应效应,这些不准确性限制随物种而变化,并且对应于地球表面具有最高太阳辐射照明的电磁波谱区域。

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光的研究被称为光学。由于光的传播规律与其他电磁辐射的传播规律大致相同,更不用说它们的波长接近可见光谱,因此光学研究经常扩展到包括红外和紫外线范围内的其他电磁波。这就是为什么我们有时使用术语可见光来避免在谈论黑光,紫外线和红外光时产生歧义。光,包括看不见的辐射,将太阳的大部分能量带到地球表面,并利用叶绿素光合作用来再生氧气,以维持自然环境的平衡。

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对于人类来说,光不仅对视力至关重要,也是幸福和社会生活的重要组成部分。照明既是艺术又是工业,受制于法律标准,生理光学更注重人体对光的感知,光学测量电磁辐射的物理测量和人类的视觉,色彩性与色彩的感知有关。

光具有非常強烈的象徵意義:它允許我們在觸摸物體之前感知它們,並且在所有人類文明中,它都被認為與知識密切相關。

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BY: 天文加拿大

FY: 萧伯纳

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