光應(yīng)該是宇宙中最常見也是最神秘的存在了,最開始大部分人都認(rèn)為光是瞬時作用的,就是沒有速度的概念,無論傳播到多遠(yuǎn)的距離不需要消耗時間。這種印象也很符合我們的認(rèn)知,因?yàn)橹灰庖怀霈F(xiàn)瞬間就可以填滿小黑屋。
愛因斯坦提出了光電效應(yīng),認(rèn)為光的能量形式也是“一份份”的,也就是量子形式,從此光又有了新描述形式光量子,簡稱為光子。
光子是我們宇宙中不可再分的最小粒子,即是量子的激發(fā)態(tài)。其角動量為普朗克常數(shù)h,約為6.623x10-27爾格秒。這是一個非常小的數(shù)值。
之前在菜葉網(wǎng)上看過相關(guān)的資料,從量子力學(xué)角度來考慮,電子在原子核外是呈現(xiàn)概率分布的,也就是不存在具體的位置,是一片電子云。
電子所處的位置有高能級和低能級之分,當(dāng)電子吸收能量就會從低能級躍遷到高能級,但是這并不是穩(wěn)定的狀態(tài),電子有自發(fā)向低能級躍遷的趨勢,這個時候多余的能量就會一份份的釋放出去也就是一個個的光子。
所以說光實(shí)際上是能量并非是物質(zhì),它沒有靜質(zhì)量,因此電子躍遷釋放的能量會完全無損失的轉(zhuǎn)化為動能。
因此,光子之所以具有較大的速度,使其由原來的無規(guī)運(yùn)動(基態(tài)量子)轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢蜻\(yùn)動的,就在于我們對空間量子的激發(fā)。
至于為何光子的速度會是30萬千米每秒,而且在真空中用不會變,這個愛因斯坦也不知道。這也是為何愛因斯坦僅僅把光速不變原理作為相對論假設(shè)的原因。
有人說麥克斯韋方程組可以解出來光速是一個常數(shù),但我們要知道,麥克斯韋方程組當(dāng)時僅僅是描述的電磁波,后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電磁波的速度竟然和光速一樣,才逐漸意識到電磁波和光本質(zhì)是一樣的。