單個光子的頻率是多少?為什么E=hv?如何測量單個光子的頻率?難道量子有頻率嗎?
單個光子的頻率是多少?為什么E=hv?如何測量單個光子的頻率?難道量子有頻率嗎?
但如果這樣的話我們又怎樣算單個光子的能量?如你所說,一束光是由許多光子所組成的,假如光子沒有能量那么這一束光不也沒有能量了嗎?這說明光子是有能量的,所以我想知道這個能量是多少,如果知道其能量的話是不是可通過普朗克能量公式E=hv算出其頻率?還有,由相對論可知光子質(zhì)量為零,這樣帶入E=mc²光子的能量不就是零了嗎?而且假設(shè)我們知道了單個光子的能量,帶入質(zhì)能方程式,我們能得到光子的有效質(zhì)量,那么這個有效質(zhì)量代表著什么含義?這似乎顯示了相對論的不完備。
您在第一次回答中說的話似乎說明了對于不同頻率的光波單個光子的能量不等,可光量子是能量的最小單位,難道單位還是可以變的嗎?
但如果這樣的話我們又怎樣算單個光子的能量?如你所說,一束光是由許多光子所組成的,假如光子沒有能量那么這一束光不也沒有能量了嗎?這說明光子是有能量的,所以我想知道這個能量是多少,如果知道其能量的話是不是可通過普朗克能量公式E=hv算出其頻率?還有,由相對論可知光子質(zhì)量為零,這樣帶入E=mc²光子的能量不就是零了嗎?而且假設(shè)我們知道了單個光子的能量,帶入質(zhì)能方程式,我們能得到光子的有效質(zhì)量,那么這個有效質(zhì)量代表著什么含義?這似乎顯示了相對論的不完備。
您在第一次回答中說的話似乎說明了對于不同頻率的光波單個光子的能量不等,可光量子是能量的最小單位,難道單位還是可以變的嗎?
物理人氣:976 ℃時間:2020-02-05 11:41:37
優(yōu)質(zhì)解答
這個問題其實量子力學(xué)和量子場論并沒有說透.因為量子理論在基本圖像上很混亂,又不獨立(離不開它們一直試圖否定的經(jīng)典理論).在量子力學(xué)和量子場論中,問一個單獨的光子頻率沒有意義,我們只能說一束光(或者說電磁波...多謝,但如果這樣的話我們又怎樣算單個光子的能量?如你所說,一束光是由許多光子所組成的,假如光子沒有能量那么這一束光不也沒有能量了嗎?這說明光子是有能量的,所以我想知道這個能量是多少,如果知道其能量的話是不是可通過普朗克能量公式E=hv算出其頻率?光子是有能量的,光束中單個光子的能量就按照普朗克假設(shè)來計算。怎么算?是多少?能具體些嗎?那這樣的話不就可以算出單個光子的頻率了嗎?還有我在補(bǔ)充問題上寫了,光子的有效質(zhì)量是什么含義?單個光子穿過雙縫不也有干涉現(xiàn)象嗎,這似乎在說單個光子也有波動性。謝謝!現(xiàn)代理論物理中說道質(zhì)量的時候,沒有特別強(qiáng)調(diào)“動質(zhì)量”,指的就是靜止質(zhì)量。明確地說,研究相對論和量子場論的人基本上已經(jīng)不認(rèn)可動質(zhì)量這個概念了。他們只認(rèn)可靜質(zhì)量這唯一的一個質(zhì)量,例如說光子的質(zhì)量為零就是這個意思。因為動質(zhì)量這個概念已經(jīng)被很多人拋棄了,所以 E = m c^2 這種公式也不再有用了。我們只要說清一個粒子的能量、動量分別是多少,就可以計算它的靜質(zhì)量,而動質(zhì)量則沒有太多的物理意義,所以也就很少提及甚至摒棄了。當(dāng)然,并不是所有物理學(xué)家都這樣認(rèn)為。還是有些人堅持靜質(zhì)量、動質(zhì)量這樣的概念。遇到一個說法(例如光子的質(zhì)量為零),你只要知道其中的概念具體指代哪個,自然不會亂。一個光子的能量除以 h 得到一個頻率,當(dāng)然可以這樣算,但是算出來的這個頻率對于孤立的光子來說沒有多少意義,也就是說,沒有物理上的實際表現(xiàn)。按照量子力學(xué)的說法,只有一堆光子(每個光子的能量都相同)出現(xiàn)在某個區(qū)域的時候,才會發(fā)現(xiàn)某些地點光子數(shù)目較多(出現(xiàn)的概率大)、某些地點光子的數(shù)目少(出現(xiàn)的概率低),而且這種不均勻的分布還會傳播,這就是電磁波,這樣就有了頻率,這個頻率剛好就是前面算出來的那個。當(dāng)然,這都是量子力學(xué)的說法而已,它并沒有說清楚這里面的機(jī)制。我記得愛因斯坦在反對量子論時提過一個光子箱實驗。有個光子箱,一個匣子掛在彈簧稱上,一個快門樣的裝置控制匣子內(nèi)光子的射出。每次射出光子的時間由快門控制,彈簧稱上可以讀出整個盒子因光子出射而減少的質(zhì)量,根據(jù)E=MC²得出光子的能量,這樣原則上時間和能量不存在不能同時確定的問題。但波爾說因為紅移測不準(zhǔn)原理依然成立。我先不管為什么成立,至少我不清楚愛因斯坦所謂的質(zhì)量減少是什么?難道他認(rèn)為光子有質(zhì)量嗎對于一束單色光來說,能量的最小單位就是 h 乘以頻率。但是頻率是可以連續(xù)變化的,換一個頻率就是換了一束光,光子的能量會跟著變。這是兩回事。愛因斯坦根據(jù) E = mc^2 算出的光子的質(zhì)量是動質(zhì)量,和光子靜質(zhì)量為零不矛盾。按照愛因斯坦的早期看法,有引理效應(yīng)的是動質(zhì)量,或者說是能量。他就是通過你說的那些理想實驗(還包括電梯實驗等等)得到導(dǎo)出這種觀點的。后來建立了廣義相對論之后,可以定量地說這個問題了:引力效應(yīng)源自能量動量張量,而能量只是能量動量張量中的一個分量。所以,到此,動質(zhì)量這個概念就已經(jīng)沒有必要了,我們只要說能量動量張量就可以了。
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