关于电磁波的小问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/21 11:01:46
我现在在学高中物理3-4和3-5,关于抽象的电磁波没什么概念,理出以下几个小问题。。。

1.电磁波都是由光子构成的吗?光子构成的都是电磁波吗?
2.外层电子发生跃迁是在什么情况下发生的?
3.电磁波只是在电子跃迁和核变化时发出的吗?还有什么情况?
4.“光电效应”的“光”是泛指电磁波吗?
如果可以,希望能帮我理一下电子跃迁、核反应、电磁波的关系

1、这牵扯到光子的定义。由于光波在与电子作用时,其能量是一份一份的,就是说最少也要给一定量,不能分割成再小的一份,所以我们定义了光子。一束光所带有的能量不能无限小,最小也要一个光子那么多。一个光子的能量随波长变长而变小。

广义地讲,所有的电磁波都是有量子化的,就是说,所有的电磁波在进行能量传递的时候都是一份一份的,所以,的确电磁波都是由光子构成的。

但是,为什么红外线和比红外波长再长的波大家就不说光子这个概念了呢?因为这个时候,每个光子的能量非常小,已经完全没有一份一份的意义了。例如,你看到楼梯是一阶一阶的,不连续,类似于“高度子”,就是我们上楼梯的时候高度变化是一份一份不可再分的,和光子类似。但是如果楼梯台阶非常小非常小,小到你都看不清,楼梯就变成斜坡了,这时候再讨论楼梯就没有了意义。同样,超过红外波长的波,由非常多个能量非常小的光子构成,讨论它也没有意义了。

然而,光子这个概念并不局限于电磁波,在天体物理中,很多静止质量为0的粒子都可以叫做光子,参看时间简史,高中应当能看懂。
所以总起来说,电磁波,从广义的角度讲,都是由光子构成的。而光子构成的,不一定是电磁波(其实这也只是一个起名字的问题)。

2、外层电子跃迁情况太多啦,首先,所有原子的电子都有一定的概率发生跃迁,而外层电子的几率更大,因为它们跃迁所克服的势垒更小。即使没有任何作用,电子也是有一定几率跃迁的,只不过概率很小。只要有能量作用在电子上,都可以使他跃迁,例如,用光照,热运动的原子间碰撞,电子束的碰撞,化学变化,核裂变或者核衰变,强电场激发等等。

3、电磁波的产生方式很多,只要电磁场有周期变化,或者带电体、磁体非匀速运动,都会产生电磁波。常用的我在这里举例给你,

首先,无线电波段,利用的是电流在导体中的来回震荡。即电子在导体内来回运动,这个频率较低,电路即可发生。手机、广播等等的电磁波都是用震荡电路形成的,就是靠电子在导线中来回运动。
然后从红外到可见光,到一点点紫外,都可以利用电子的热运动来产生,例如白炽灯,高温使得里面的电子来回震动,包括原子核也是,所以产生电磁波。如此高频的震荡电路,已经是无法制作的了,所以不能用第一种方法做这件事情。