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  • 什么是光?

    作者:Nothing(翻译) 来源:中科院物理所 时间:2021-12-08 12:25 阅读:6372 [投稿]
    光既是一种波,同时也是一种粒子流。在量子力学中,这被称为波粒二象性。

    电磁辐射是空间中以光速传播的电和磁的振动。电磁波和机械波(声波、湖面的水波等等)之间最大的区别是电磁波的传播不需要介质(比如水或空气)。

    我们来考察一下声波这种机械波: 


    我们可以看到一根杆在空气中往复运动。相应的,空气粒子(黑点)也开始运动。它们之所以这样运动,完全是由于压力的作用。

    粒子密度越大,压强就越大;粒子密度越低,压强就越小。粒子总是从高压区域移动到低压区域。可以想象一个气球:对于吹饱的气球,气球内部的压强高于气球外部的压强(相同空间量下的空气粒子数)。当你松开气球的末端时,空气粒子将被推出气球,气球将会收缩。这表明空气颗粒从高压区域移动到低压区域。

    如果仔细观察移动的粒子,您可能会注意到每个粒子都在两个依次出现高压的区域之间来回移动。正是这种运动产生了波动。粒子本身不会从运动的杆那里移动到人的耳朵,但杆的能量可以。机械波只传输能量,不传输质量。这些波需要介质中的粒子来传输能量,然后这些粒子再把能量传递给其他粒子。机械波的另一个形象的例子是倒下的多米诺骨牌。

    正如前面提到的,电磁波的传播不需要介质,它们可以在真空中传播。

    电磁波

    电和磁是相辅相成的。甚至有一整个物理学的学科来专门研究它们之间的关系,那就是电磁学。

    任意移动的电荷都会产生磁场。例如,当电流在直导线中运动,导线周围就会形成一个电磁场。  


    如果想增强磁场的强度,那么你可以把导线绕成线圈。这正是电磁铁的基本工作方式。 


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