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為什么同樣一束光可以穿過(guò)玻璃,，卻不能穿過(guò)我們的身體或者墻壁，光在穿過(guò)玻璃而過(guò)的過(guò)程中,，玻璃里發(fā)生了什么,？鏡子為什么可以反射光？光子沒(méi)有質(zhì)量,，為什么光會(huì)產(chǎn)生光壓,？沒(méi)有質(zhì)量的光又為什么會(huì)被黑洞吸引,？光照射在太陽(yáng)能板上為什么會(huì)產(chǎn)生電流,？

并在1660年出版的他所著的書中涉及到了他對(duì)于光的觀點(diǎn),。他認(rèn)為光也是有大量堅(jiān)硬粒子組成的。牛頓隨后對(duì)于伽森荻的這種觀點(diǎn)進(jìn)行研究,，他根據(jù)光的直線傳播規(guī)律,，最終于1675年提出假設(shè)，認(rèn)為光是從光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒,，在均勻媒質(zhì)中以一定的速度傳播,。微粒說(shuō)很容易解釋光的直進(jìn)性，也很容易解釋光的反射,，因?yàn)榱Ｗ优c光滑平面發(fā)生碰撞的反射定律與光的反射定律相同,。

然而微粒說(shuō)在解釋一束光射到兩種介質(zhì)分界面處會(huì)同時(shí)發(fā)生反射和折射，以及幾束光交叉相遇后彼此毫不妨礙地繼續(xù)向前傳播等現(xiàn)象時(shí),，卻發(fā)生了很大困難,。

帶電體周圍存在著一種特殊物質(zhì),，那就是電場(chǎng),。記住，它是一種物質(zhì),，是一種特定的存在,，是用眼看不到的，但可以感覺(jué)得到的存在,。不信的話,，可以伸手試試！比如下圖的靜電場(chǎng)。我們用眼睛看不到,，但是我們的頭發(fā)卻很“誠(chéng)實(shí)”,。

19世紀(jì)30年代,英國(guó)科學(xué)家法拉第提出了“電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場(chǎng)”這一觀點(diǎn)，隨后物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)不僅證實(shí)了法拉第的這一觀點(diǎn),，而且證明了電場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)形式,。電場(chǎng)是看不見、摸不著的,，為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向,，法拉第還引入了電場(chǎng)線的概念。

電場(chǎng)這種物質(zhì)不是由微觀粒子構(gòu)成的，它既不是分子,，也不是原子,，但它確實(shí)是存在的，不但有大小,，而且有方向,。若把一個(gè)帶電的粒子放在它的周圍，帶電粒子就會(huì)受到力的作用,，這個(gè)力就是電場(chǎng)力,。

磁場(chǎng)是一個(gè)物理概念，是指?jìng)鬟f實(shí)物間磁力作用的場(chǎng),。磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)著的微小粒子構(gòu)成的,，在現(xiàn)有條件下看不見、摸不著,。磁場(chǎng)具有粒子的輻射特性,。磁體周圍存在磁場(chǎng)，磁體間的相互作用就是以磁場(chǎng)作為媒介的,，所以兩磁體不用在物理層面接觸就能發(fā)生作用,。

磁鐵為什么會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)？簡(jiǎn)單的說(shuō)就是磁鐵這種物質(zhì)的每個(gè)四氧化三鐵分子所產(chǎn)生的分子電流在整體上是高度有序的,，導(dǎo)致整塊磁鐵產(chǎn)生了磁性,。

關(guān)于物質(zhì)磁性本質(zhì)的假說(shuō),。由安培于1821年提出,。他觀察到通電螺線管有像磁體一樣的作用,，認(rèn)為一切磁現(xiàn)象的根源是電流的存在。磁性物質(zhì)的分子中存在著回路電流,，稱為分子電流,，分子電流相當(dāng)于基元磁體。物質(zhì)的磁性就決定于物質(zhì)中分子電流對(duì)外界的磁效應(yīng)的總和,。分子電流與導(dǎo)線中通過(guò)的宏觀電流是有本質(zhì)區(qū)別的,，安培的假說(shuō)把永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)與宏觀電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)統(tǒng)一了起來(lái)。安培的假說(shuō)與現(xiàn)代對(duì)物質(zhì)磁性的理解是相當(dāng)符合的,，所以仍被采用,。根據(jù)安培假說(shuō)，基元磁體兩個(gè)磁極對(duì)應(yīng)于圓形電流的兩個(gè)面,，顯然這兩個(gè)面是不能單獨(dú)存在的,，由此很容易解釋磁體的N、S兩極不能單獨(dú)存在的原因,。

我們知道了電場(chǎng),，也知道了磁場(chǎng),，這兩個(gè)東西在一起就創(chuàng)造了一個(gè)叫電磁場(chǎng)的東西,。打個(gè)比方，電磁場(chǎng)就像一汪平靜的湖水,，突然有人扔了一顆石頭進(jìn)去,，就形成了水波向遠(yuǎn)方傳播開，你在湖東岸扔的石頭,，最終水波會(huì)傳到湖的西岸,。

電磁場(chǎng)的向外傳播就形成了電磁波。電和磁能相互轉(zhuǎn)化,，按中學(xué)物理教科書的說(shuō)法,，即是交變的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，交變的磁場(chǎng)又能產(chǎn)生電場(chǎng),。讓我們想象一下,，電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),，然后電場(chǎng)又產(chǎn)生磁場(chǎng),，無(wú)限循環(huán)下去，電場(chǎng)和磁場(chǎng)就會(huì)以波的形式向外傳播出去,。

電磁場(chǎng)包含電場(chǎng)與磁場(chǎng)兩個(gè)方面,，分別用電場(chǎng)強(qiáng)度E（或電位移D）及磁通密度B（或磁場(chǎng)強(qiáng)度H）表示其特性。按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,，這兩部分是緊密相依的,。電磁波的傳播速度與光速相等,。

寫到這里,，我們揭秘光的其中一種比較主流的解釋，光屬于一種電磁波,。只是我們?nèi)祟惗x頻率在380~750兆赫,，波長(zhǎng)在390nm - 780nm（納米）之的電磁波叫做可見光，而對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō),，它們眼中的光和我們大不同,。

馴鹿每年都會(huì)遷徙,，在遷徙過(guò)程中，他們依靠紫外線,，分辨地衣,，地衣是他們遷徙途中的主要食物。利用紫外線,，他們還能分辨出食肉動(dòng)物的尿液和白雪,，因?yàn)槟蛞何兆贤饩€，而白雪反射紫外線,，這使得馴鹿可以避免偶遇食肉動(dòng)物,。再比如蛇，它們能感知紅外線,，并非通過(guò)眼睛,，而是通過(guò)熱窩結(jié)構(gòu)，然后在大腦中AI出獵物的紅外影像再與視網(wǎng)膜圖像疊加,。

而對(duì)于短波收音機(jī)來(lái)說(shuō),，它們“看到”的“光”是波長(zhǎng)10~100米的電磁波。而假設(shè)人類眼睛能看到4G發(fā)射臺(tái)發(fā)出的電磁波,，我們站在高處將會(huì)看到這樣的景象,。

如果光是電磁波的一種，那么來(lái)解釋一下玻璃為什么是透明的,？這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該問(wèn)成,，玻璃這種材質(zhì)在可見光范圍內(nèi)看起來(lái)為什么是透明的？因?yàn)橛行╇姶挪ㄔ诖┻^(guò)鋼化玻璃時(shí)信號(hào)會(huì)衰減得很厲害,，那么對(duì)這些波段來(lái)說(shuō),，玻璃就不是透明的,，而是類似毛玻璃的效果。

鏡子的制造原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,，就是在透明的玻璃表面鍍一層不透明的金屬膜（現(xiàn)代制鏡通常是鍍銀）,，使其表面能夠成像。那么,，為什么玻璃透明而金屬不透明呢,？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，玻璃之所以透明是因?yàn)樗鼰o(wú)法吸收可見光,，而金屬不透明是因?yàn)樗樟丝梢姽�,。這個(gè)道理聽起來(lái)很容易理解，那么,，決定物質(zhì)能否吸收可見光的因素是什么呢,？

可見光作為一種電磁波，本身是含有能量的,，因此,，物質(zhì)原子中的電子可以借助可見光的能量進(jìn)行躍遷。不過(guò)躍遷能否成功,，還要取決于這種物質(zhì)中電子的活躍度,。比如金屬，金屬容易成為導(dǎo)體說(shuō)明其中的電子比較容活躍,，當(dāng)可見光照射到金屬表面,，其中所含的能量馬上被金屬中的電子吸收,，光線能量迅速衰減,，使得金屬看起來(lái)不透明。而玻璃是絕緣體,，說(shuō)明其中的電子不活躍,，所以光波的能量不會(huì)被電子吸收。就從玻璃介質(zhì)中傳播過(guò)去了,。

金屬都是以金屬鍵結(jié)合而成的金屬晶體,金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列,金屬內(nèi)部有自由電子,它的運(yùn)動(dòng)范圍是整塊金屬,當(dāng)白光照到金屬表面時(shí),自由電子能吸收所有波長(zhǎng)的光,隨即又反射出來(lái),因此絕大多數(shù)金屬(除金呈黃色,、銅呈赤紅、銫呈淺黃,、鉍為淡紅,、鉛為淡藍(lán)以外)都呈現(xiàn)銀白色光澤。

我們知道,，可見光是電磁波中波長(zhǎng)范圍在400～800nm的部分。除了可見光,，電磁波中還有其他為我們所熟知的部分,，比如微波爐所使用的微波，其波長(zhǎng)范圍是1mm~1m,；還有醫(yī)院用來(lái)檢查身體的X射線,，其波長(zhǎng)范圍是0.01～10nm。

在可見光狀態(tài)下,，我們的身體是不透明的,，我們不能透過(guò)皮膚和肌肉看清體內(nèi)的骨骼和器官；但是在X射線條件下,，肌肉和骨骼吸收X射線的能力不同,，我們可以通過(guò)X射線，清楚地看到骨骼和器官,。

因此,，假設(shè)存在一種射線，連金屬中電子躍遷所需的最低能量都無(wú)法達(dá)到,。那么,，在這種射線條件下，金屬就是透明的,。或者我們也可以嘗試把金屬打磨到無(wú)限薄,，薄到其中的電子含量可以忽略不計(jì)。在這種情況下,，金屬吸收的能量非常有限,，即便受到可見光的照射，看起來(lái)也有可能是透明的,。

氧化銦錫是一種半導(dǎo)體,。半導(dǎo)體中的能帶不是連續(xù)的，能帶和能帶之間存在著能量差異,。因此,，與金屬中的電子相比，半導(dǎo)體中的電子需要吸收更多能量才能完成躍遷,。

圖片是中國(guó)空間站上的太陽(yáng)能帆板,，是把光變成電的裝置,。光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個(gè)重要而神奇的現(xiàn)象。在高于某特定頻率的電磁波照射下,，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子吸收能量后逸出而形成電流,，即光生電。光電現(xiàn)象由德國(guó)物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn),，而正確解釋這一現(xiàn)象的人是愛因斯坦,。科學(xué)家們?cè)谘芯抗怆娦?yīng)的過(guò)程中,，物理學(xué)者對(duì)光子的量子性質(zhì)有了更加深入的了解,，這就導(dǎo)致光只是電磁波的說(shuō)法受到了挑戰(zhàn)。

光電效應(yīng)里電子的射出方向不是完全定向的,，只是大部分都垂直于金屬表面射出,，與光照方向無(wú)關(guān)。光是電磁波,，但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng),，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響,。

光電效應(yīng)說(shuō)明了光具有粒子性,。相對(duì)應(yīng)的，光具有波動(dòng)性最典型的例子就是光的干涉和衍射,。到這里科學(xué)家只能認(rèn)為光同時(shí)具有粒子性也同時(shí)具有波動(dòng)性,。稱為光的波粒二象性。

光量子假說(shuō)的主要觀點(diǎn)：光子是光線中攜帶能量的粒子,。一個(gè)光子能量的多少與波長(zhǎng)相關(guān), 波長(zhǎng)越短, 能量越高,。當(dāng)一個(gè)光子被物體的分子吸收時(shí),就有一個(gè)電子獲得足夠的能量從而從內(nèi)軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的分子就從基態(tài)變成了激發(fā)態(tài)。光子具有能量,，也具有動(dòng)量，更具有質(zhì)量,，按照質(zhì)能方程,，E=MC^2=HV, 由于光子無(wú)法靜止，所以它沒(méi)有靜態(tài)質(zhì)量,，而具有相對(duì)論質(zhì)量,。

光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規(guī)范玻色子,。光子是電磁輻射的載體,，而在量子場(chǎng)論中光子被認(rèn)為是電磁相互作用的媒介子,。與大多數(shù)基本粒子相比，光子的靜止質(zhì)量為零,，這意味著其在真空中的傳播速度是光速,。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現(xiàn)出經(jīng)典波的折射,、干涉,、衍射等性質(zhì)；而光子的粒子性則表現(xiàn)為和物質(zhì)相互作用時(shí)不像經(jīng)典的粒子那樣可以傳遞任意值的能量,，光子只能傳遞量子化的能量,。對(duì)可見光而言，單個(gè)光子攜帶的能量約為4×10-19焦耳,，這樣大小的能量足以激發(fā)起眼睛上感光細(xì)胞的一個(gè)分子,，從而引起視覺(jué)。除能量以外,，光子還具有動(dòng)量和偏振態(tài),，但單個(gè)光子沒(méi)有確定的動(dòng)量或偏振態(tài)。

光沒(méi)有質(zhì)量為什么會(huì)被引力彎曲,，甚至逃不出黑洞？因?yàn)楣馑鶄鞑サ膱?chǎng)被引力彎曲了,，所以光就跟著彎曲了,，光好比在公路上奔馳的汽車，路如果轉(zhuǎn)彎了,，車也一定會(huì)轉(zhuǎn)彎,。

梵觀點(diǎn)：今天寫的有點(diǎn)多，因?yàn)楣獾侥壳盀橹谷藗兌紱](méi)有完全搞懂它的本質(zhì),。開篇的問(wèn)題“用一支激光筆射向夜空中,，當(dāng)你關(guān)閉開關(guān)的瞬間，先前射出去的那束激光還會(huì)在宇宙中傳播嗎,？”回答是：按光量子說(shuō),，會(huì)存在的，并且一直在宇宙中傳播,，直到被其他星體或者物質(zhì)吸收了,。

比如我們現(xiàn)在的夜空，很多光線是從百億光年外傳到地球的，現(xiàn)在那個(gè)地方,，那顆星星可能早已經(jīng)不在了,，但是連續(xù)發(fā)出來(lái)的光還一直都在！

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