主题:【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么? -- 月色溶溶

大河奔流 导读 复 495 阅 623813

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2008-06-13 17:10:41
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沉宝沉宝`16760`/bbsIMG/face/0000.gif`70`11`1923`20624`正五品下:朝议大夫|宁远将军`2007-04-02 19:05:16`
哈哈,月色MM不简单 9

文科生挑战量子力学,这本身就是一个传奇FFF

我来试着解释两句,不知道能不能说清楚。

1.电磁波传播的介质

答案:无。电磁波传播不需要介质。很早以前,人们以为电磁波传播也像水波传播那样需要介质,并给这种介质起了一个好听的名字,叫“以太”(Ether)。尽管没有证据,但人们对以太的存在坚信不移。同时,随着科学技术的发展,人们不断尝试用实验证实以太的存在。最著名的要属十九世纪末的迈克尔逊—莫雷实验。这个实验不但想要证实以太的存在,而且想要计算出地球相对于以太的运动速度(地球本身有自转、有绕太阳的公转,所以不可能是静止的)。然而,不幸的是实验结果非但没有证实任何东西,反而彻底否定了以太的存在。从此人们知道电磁波传播不需要任何介质。

2.“波粒两重性”

这个是不好理解。首先,我们承认电磁波是物质,是实实在在、客观存在的。我们说电磁波是波也好、是粒子也好,都是一种比喻,都是用来帮助我们理解电磁波的。打个比方,说从前有个盲人,他没有见过太阳。于是呢,他就问别人什么是太阳。一个人对他说“太阳,大大的、圆圆的,像个烙饼。”另一个人说“太阳,暖暖的、亮亮的,像个火炉。”那么太阳到底是什么呢?对这位盲人来说,这是一个“烙饼火炉两重性”难题。其实太阳本身就是太阳,既不是烙饼,也不是火炉。同样,电磁波既不是纯粹的波,也不是纯粹的粒子。当我们像盲人那样,不能用自己的感官完全感知电磁波的全部特征时,我们能做的就是承认它是一种特殊的物质,电磁波就是电磁波。

3.是不是任何东西都会发出电磁波?

是的。任何温度高于绝对零度(大约摄氏零下273.15℃)的物体都会发出电磁波,这叫热辐射。不同温度物体发出电磁波的波长分布是不同的。室温下的物体发出的电磁波主要集中在波长较长的一端,也就是我们所说的红外线。这就是为什么红外线探测仪器能探测出来很多东西。当温度升高,比如说打铁的温度,有一部分电磁波已经出现在红光和黄光区了。当温度更高,像太阳表面的温度,辐射的电磁波有很多是波长更短的绿光、蓝光、紫光,甚至是紫外线。各种不同的光混在一起,到了我们眼里就是白色。如果物体的温度比太阳表面还要高,那么电磁波中波长短的成分就会进一步增多,这样一来看上去就发蓝、发紫了。天文学家就是用这个原理来测量天体的温度的。

上面讨论了不同温度下发出的电磁波。那么同一温度下的不同物体呢?它们发出电磁波的波长分布是一样的,不同的只是辐射的效率。下面是作业题:什么样的物体辐射电磁波的效率高?


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