量子論觀點(diǎn)

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光子可分嗎?物體吸收光子時(shí),光子能量完全吸收嗎?光量子的能量可分嗎?

在微觀世界里存在能量不連續(xù)的普遍現(xiàn)象。這是微觀世界有別于宏觀世界的顯著特征之一。是嗎?宏觀物質(zhì)連續(xù)可分,能量連續(xù)可變。宏觀與微觀有聯(lián)系嗎?

量子論讀與想

普朗克很早就投入了對(duì)黑體輻射的探索,在用經(jīng)典物理理論無(wú)論如何都解釋不了探索結(jié)果的情況下,他對(duì)經(jīng)典物理理論進(jìn)行了否定,提出嶄新的量子假說(shuō)新概念,并據(jù)之得出了公式,把輻射能量與輻射光譜統(tǒng)一了起來(lái),解決了黑體輻射問(wèn)題。普朗克的量子假說(shuō)認(rèn)為,輻射是由一分分的能量組成的。就象物質(zhì)是由一個(gè)個(gè)原子組成的一樣。輻射中的一份能量即是一個(gè)量子。量子的能量大小取決于輻射的波長(zhǎng),波長(zhǎng)越短,能量越大;波長(zhǎng)越長(zhǎng),能量越小。換句話說(shuō),就是量子的能量與波長(zhǎng)成反比,與頻率成正比。所謂量子,來(lái)自拉丁文“分立的部分”或“數(shù)量”一詞。光正是一個(gè)個(gè)量子的連續(xù)發(fā)射,但由于人的眼睛有視覺暫留現(xiàn)象,所以看不到一個(gè)個(gè)分離的量子,而看到的是一道道光線。從而,為新物理學(xué)的產(chǎn)生奠定了第一塊基石。-----摘自《普朗克首創(chuàng)“量子論”》

普朗克提出能量的量子化,沒(méi)有提出光量子思想。能量量子化與輻射波

愛因斯坦針對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)與經(jīng)典理論的矛盾,提出了光量子假說(shuō)。-在空間傳播的光是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個(gè)光子,光子的能量與頻率成正比,即E=hγ。---摘自《量子論-百度百科》《光子說(shuō)》

愛因斯坦提出光量子思想,沒(méi)有提出物質(zhì)波思想。愛因斯坦提出光是一種粒子。能量量子化與光,光是一種粒子。

物質(zhì)分為兩大類:實(shí)物和場(chǎng)。既然作為場(chǎng)的光有粒子性,那么作為粒子的電子、質(zhì)子等實(shí)物是否也具有波動(dòng)性?德布羅意由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運(yùn)動(dòng)著的物體上去,得出物質(zhì)波的概念。---摘自《量子論初步》

德布羅意提出物質(zhì)波思想,實(shí)物具有波動(dòng)性。電子,質(zhì)子等實(shí)物量子化,包括宏觀物體。能量量子化與物質(zhì)

為研究物體輻射電磁波的規(guī)律,取反射遠(yuǎn)弱于輻射的物體為研究對(duì)象,并將這種理想化模型稱為“黑體”。普朗克假說(shuō)說(shuō)的是黑體輻射的問(wèn)題。光電效應(yīng),愛因斯坦說(shuō)的是物體吸收光的問(wèn)題。物體吸收或輻射的能量是量子化的。作為粒子的電子,質(zhì)子等實(shí)物能量量子化。

一般物體熱輻射時(shí),除了吸收或釋放電磁波,還反射電磁波。物體反射時(shí),怎么樣呢?

光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用時(shí),可能使得光向任何方向傳播,這種現(xiàn)象叫光的散射.1922年,美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn),有些散射波的波長(zhǎng)比入射波的波長(zhǎng)略大,他認(rèn)為這是光子和電子碰撞時(shí),光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子,康普頓假設(shè)光子和電子、質(zhì)子這樣的實(shí)物粒子一樣,不僅具有能量,也具有動(dòng)量,碰撞過(guò)程中能量守恒,動(dòng)量也守恒.按照這個(gè)思想列出方程后求出了散射前后的波長(zhǎng)差,結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全符合,這樣就證實(shí)了他的假設(shè)。“從量子論的觀點(diǎn)看,可以假設(shè):任一特殊的X射線量子不是被輻射器中所有電子散射,而是把它的全部能量耗于某個(gè)特殊的電子,這電子轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)又將射線向某一特殊的方向散射,這個(gè)方向與入射束成某個(gè)角度。輻射量子路徑的彎折引起動(dòng)量發(fā)生變化。結(jié)果,散射電子以一等于X射線動(dòng)量變化的動(dòng)量反沖。散射射線的能量等于入射射線的能量減去散射電子反沖的動(dòng)能。由于散射射線應(yīng)是一完整的量子,其頻率也將和能量同比例地減小。因此,根據(jù)量子理論,我們可以期待散射射線的波長(zhǎng)比入射射線大”,而“散射輻射的強(qiáng)度在原始X射線的前進(jìn)方向要比反方向大,正如實(shí)驗(yàn)測(cè)得的那樣。”---摘自《康普頓效應(yīng)-百度百科》

康普頓效應(yīng)說(shuō)明光的粒子性,同時(shí)說(shuō)明能量的改變與光電效應(yīng)有所不同,能量的改變有另一種形式,與光電效應(yīng)中能量量子化有所不同。

量子論嘗試觀點(diǎn)

微觀粒子兩種現(xiàn)象(包括光子)

1能量一份一份的,能量量子化

一個(gè)粒子表示一份量子化的能量。一個(gè)更大的粒子吸收或釋放能量時(shí),粒子表示量子化,一份一份的,不能取中間值。例如光電效應(yīng)中。

2能量可以不像上面樣一份一份的吸收或釋放,能量的部分改變

一個(gè)粒子與另一個(gè)粒子碰撞時(shí),例如光子的散射,可以失去或獲得部分的能量,變到另一能量狀態(tài)。

宏觀物體兩種現(xiàn)象

1宏觀物體波粒二象性,表示宏觀物體能量量子化。宏觀物體可以看成一份一份的能量,一個(gè)宏觀物體表示一份能量,能量量子化。一個(gè)宏觀物體可以看成另一個(gè)更大的宏觀物體釋放出來(lái)的。

2能量可以不像上面樣一份一份的吸收或釋放。一個(gè)物體與另一個(gè)物體碰撞時(shí)。

宏觀物體與微觀物體都有能量量子化與能量不是量子化兩種現(xiàn)象。能量量子化說(shuō)的是物體(包括宏觀和微觀)表示一份一份的能量被另一更大的物體釋放或吸收時(shí),能量是量子化的;能量不是量子化的,說(shuō)的是物體與另一物體碰撞時(shí)候,能量不是以量子化的完整的增加或減少。

如果宏觀物體具有波粒二象性,那么宏觀物體可以看成一份量子化的能量,那么一切物體具有能量量子化,同時(shí)能量還有不是量子化的形式。


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