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光子(Photon)是什么?

(2012-06-23 12:14:26)
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      在现代物理学中,所谓”光子“(”Photon”)是一种“基本粒子”(“Elementary Particle”),由光的“量子”(“Quantium”)逐渐演化而来。光的“粒子学说”,很有趣味,我们应该知道。

       大家知道,相对论奠基者Albert Einstein1905年研究光电效应时初步形成了“光子”(当时叫光的“量子”)的物理概念。但是,直到1926年,化学家Gilbert N. Lewis才杜撰出“Photon”(光子)这个英语单词。1927年,“光子“作为物理学的一种”基本粒子”的现代观念才被世界物理学界所普遍接受。我们也稀里糊涂地跟着这么说就是了。

         光(Light)是由“光子”(极为细小的物质“颗粒”)组成的,这句话听起来很是别扭,不别扭就不是“新理论”了。按照“光子学说”(即,关于光的“光子理论”),光子是一种电磁波(或光线)能量的”离散包“(”Discrete bundle“),也叫光的“量子”。光子总是处于运动之中,在物理真空中,光子以不变的速度(所谓“定长速度”,每秒30万公里)运行着,不论相对什么观察者(Observers)而言。光子的静止质量为零。严格地讲,光速如下所示:

                                                              c= 2.998 x 108m/s.

         不论对什么观察者,光速都是不变的。这句话是什么意思?假定我们的”高铁“的运行速度(每小时300公里),对于无论什么观察者都是一样的。那么,设想你也乘坐一列“高铁”,“同向而行”,结果怎样呢?你必然以为自己的手表“停住”不动了,否则,对面的那列急速行驶中的“高铁”怎么(对于你而言)停止不动呢?这就是现代“相对论”的必然推论(Theory of Relativity)。

          实际上,对于纳米技术而言,光子的概念很有用处,也很重要,比如:用其测定分子之间的距离,以及作为“光化学”(“Photochemistry”)和所谓“量子计算机“”的理论基础。不知怎么搞的,搞纳米,搞到了”光子“,现在看着台灯里面的光线都变成了”光子线“,心里面感到不舒服。由光子的速度不变的原理,又扯到现代”相对论“,没有办法,还得继续”刨根究底“,对读者有个”交代“。如你不嫌烦,就跟着看下去吧!

         说明:记得,在爱恩斯坦(Albert Einstein)去世的那年(1955418日),我正在南京十中上学(高二),由于心中十分仰慕他对”相对论“的贡献,尤其是”光速不变“原理,因此,,对于他的去世,我心中感到十分悲痛,知道一位伟人走了。今天说纳米,我还得提起这段往事。

  

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