在日常生活中,我們能看到各種五顏六色的物體戈擒,比如白色的云艰毒、紅色的花、綠色的葉子和黑色的墨水等等柑土,你有沒有想過(guò)為什么呢?可能有些同學(xué)一下子就想到中學(xué)的課本上說(shuō)過(guò)扮宠,我們能看到物體是因?yàn)樗鼈兡芊瓷涔夂疲鼈兊念伾煌且驗(yàn)樗鼈冎环瓷涮囟ǖ墓猓热缛~子呈綠色是因?yàn)樗鼈兎瓷渚G光收捣。原因就是這樣~但本篇文章想給大家科普一下稍微更深入的細(xì)節(jié)庵楷,讓大家對(duì)“光”這個(gè)看不見的東西有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。
首先我們來(lái)想一下我們能看到一個(gè)東西需要哪些條件呢咐蚯?一弄贿,要有一個(gè)被觀察的物體;二看疙,接收器——我們的眼睛直奋;三,光脚线。前面兩個(gè)事物通常是存在的,所以第一個(gè)問題來(lái)了渠旁,光是什么船逮,怎么來(lái)的?
光的本質(zhì)
大家有沒有聽說(shuō)過(guò)波粒二象性呀杂靶,沒有聽說(shuō)過(guò)也沒有關(guān)系,它說(shuō)的是光既是粒子又是波垛吗,具有這兩種理論上是對(duì)立的屬性烁登,我們不用深入那么多,只要知道兩點(diǎn):一锨络、由于微粒的性質(zhì)捷泞,我們可以把光理解為由多個(gè)光子組成的,我們所說(shuō)的光就是看到一堆光子的集合而已锁右;二咏瑟、由于波動(dòng)性的存在,我們可以將不一樣的光理解為不一樣頻率的光子的集合码泞。
舉個(gè)例子余寥,我們可以把紅光理解成一堆處于紅光頻率的光子的集合,這是單色光宋舷,只有一種頻率祝蝠;而白光就比較特殊,它是復(fù)合光绎狭,即里面包含了多種頻率光子。
好了這就是光的本質(zhì)喇聊,就是一堆具有一定頻率的光子集合蹦狂,如果只有一種頻率的光子,那就是單色光燕鸽,如果有多種頻率的光子啼辣,那就是復(fù)合光鸥拧,比如白光。
“看見”的本質(zhì)
上面一節(jié)我們介紹了光的本質(zhì)富弦,現(xiàn)在我們就可以聊一下“看見”的本質(zhì)。大家思考幾個(gè)問題济似,你看見了一個(gè)東西盏缤,你到底是看見了這個(gè)東西的什么唉铜?它為什么可以在你腦子里面形成一幅圖像跟你說(shuō)我長(zhǎng)這樣?它是把什么東西射到你眼里或者腦里了嗎潭流?如果它一直在發(fā)射它身上東西灰嫉,那發(fā)射完了它不就不見了嗎?
答案就是物體并不發(fā)射粒子讓你感知到它熬甫,我們看到的其實(shí)是這個(gè)物體身上“射”出來(lái)光椿肩,也就是一堆一定頻率的光子集合。注意這里的射是帶有雙引號(hào)的贡这,那么問題來(lái)了厂榛,這些光子從何而來(lái)丽惭,是從物體本身發(fā)射出來(lái)的嗎辈双?
答案:一般的物體不會(huì)發(fā)射光子湃望,它們“射”出來(lái)的光子其實(shí)是“反射”從別處來(lái)的光子,而這別處就是會(huì)產(chǎn)生光子的地方证芭,也就是會(huì)發(fā)光的地方废士,我們稱其為——光源。
光源
上面說(shuō)到官硝,一般的物體是不會(huì)發(fā)射光子的,那哪些東西可以發(fā)射光子呢拔妥?我們只要想一想生活中哪些東西是發(fā)光的就知道了达箍。可以發(fā)光的物體包括很多硬纤,比如太陽(yáng)光赃磨,燃燒的蠟燭,電燈或者是螢火蟲的屁股等等溪王。
那為什么這些東西可以產(chǎn)生光子呢值骇?要回答這個(gè)問題吱瘩,我們先來(lái)回憶一下上面的一個(gè)知識(shí)點(diǎn),那就是光本身就是一個(gè)具有一定頻率的能量波。所以如何產(chǎn)生光的問題可以轉(zhuǎn)換成如何產(chǎn)生能量波蜜徽?或者說(shuō)如何產(chǎn)生釋放能量祝懂?
在中學(xué)中我們可以知道物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)就可以釋放能量的,而上面所說(shuō)的太陽(yáng)光拘鞋、燃燒的蠟燭砚蓬、電燈等等光源發(fā)光的原因就是因?yàn)榘l(fā)生了物理或者化學(xué)反應(yīng)從而釋放出能量波(也就是光子集合),而這些能量波剛好有部分的頻率是位于可見光的頻率當(dāng)中的掐禁,因此我們才能“看見”光怜械。所以總結(jié)來(lái)講,光源就是一個(gè)可以發(fā)生反應(yīng)從而釋放出光子的地方傅事。
答案
在上面幾節(jié)介紹了光的一些知識(shí)點(diǎn)之后,現(xiàn)在我們終于可以來(lái)解答題目的問題:為什么我們能夠看見五顏六色的物體峡扩?
我們先把“看見”的流程過(guò)一遍:1.光源發(fā)生反應(yīng)蹭越,向四周釋放出光子;2.光子撞到了某個(gè)地方(我們把地方稱為x處)某個(gè)物體(我們把物體稱為y東西)教届,然后彈了出去;3.被彈掉了光子沿空氣直線傳播到了我們的眼中案训,此時(shí)我們就會(huì)看見买置,在x處有個(gè)y東西,這就是“看見”的過(guò)程强霎。
然后我們來(lái)解釋為什么會(huì)看到五顏六色的物體哇忿项。我們知道物體也是由粒子組成的,而這些粒子會(huì)吸收特定頻率的光子城舞,也就是說(shuō)轩触,如果有一堆光子打到這些粒子身上時(shí),這些粒子就會(huì)像漏斗一樣家夺,把自己喜歡的光子留下了脱柱,然后把不喜歡的光子踢走(反射)。所以五顏六色的原理就是物體把某些頻率的光子給吸收了拉馋,然后把不能吸收的光子反射出去榨为,而不同的物體吸收和反射的光子頻率不一樣,因此造成我們看見的顏色不一樣煌茴。思考一個(gè)小問題随闺,如果有些物體來(lái)著不拒,把所有的光子都吸收了景馁,那它應(yīng)該是什么顏色呢板壮??合住。绰精。撒璧。對(duì)啦那就是黑色。
所以這就是這個(gè)世界繽紛多彩的原因啦~
推薦讀物——《上帝擲骰子嗎》笨使,這是一本介紹量子物理史話的科普書卿樱,雖然是與量子論有關(guān)的,但是內(nèi)容更偏向于科普性質(zhì)硫椰,可以讓我們對(duì)這個(gè)世界的本質(zhì)有一個(gè)更深層次的理解~