常見(jiàn)的發(fā)光機(jī)理與電磁現(xiàn)象有什么關(guān)系
先澄清幾個(gè)基本概念。
1. 麥克斯韋方程屬于經(jīng)典物理范疇，或者說(shuō)樓主所指的電磁學(xué)屬于經(jīng)典物理部分。麥克斯韋根據(jù)方程推導(dǎo)出電磁波的存在，同時(shí)發(fā)現(xiàn)電磁波在真空中的傳播速度等于光速，由此推斷出光也是一種電磁波。后期赫茲等人的實(shí)驗(yàn)才得以證實(shí)。但這個(gè)理解層次并沒(méi)有到量子力學(xué)。
3. 熱輻射指的是物體受熱輻射出電磁波，出來(lái)的電磁波一般是連續(xù)波譜，但會(huì)集中在某個(gè)波段范圍。
4. 無(wú)論是麥克斯韋預(yù)言的電磁波，原子能級(jí)躍遷輻射出來(lái)的光，和熱輻射出來(lái)的電磁波，本質(zhì)都是一樣的，全部是電磁波，也是光。
5.狹義上的光，通常說(shuō)的是可見(jiàn)光，即我們能看到的紅橙黃綠藍(lán)靛紫七類顏色的光。廣義上的光，就是電磁波。例如無(wú)線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線，都屬于電磁波，也都是光。這也是我們常說(shuō)X光檢查、伽馬光刀等等。人們心目中的電磁波，絕大部分傾向于微波和無(wú)線電波，我們?nèi)粘Ｉ钪衱ifi、手機(jī)信號(hào)、衛(wèi)星導(dǎo)航、無(wú)線廣播電視等都是這個(gè)波段的電磁波，它們也是光。
好了，理解了以上5點(diǎn)，就可以回答清楚這個(gè)問(wèn)題了。光是電磁波，電磁波也是光。說(shuō)明光子具有一D的波動(dòng)性，比如它的頻率、波長(zhǎng)、波速等性質(zhì)，或者說(shuō)，電磁波的能量量子就是光子。只是，不同電磁波段，涉及的光子頻率是不同的。我們看一眼電磁波譜就知道，原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生的光子頻率，大部分在x射線、伽馬射線波段，能量相對(duì)比較高。熱輻射方面，主要出來(lái)的是紅外線，能量相對(duì)要低，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光要長(zhǎng)。我們?nèi)粘Ｉ钪懈鞣N電磁和通訊設(shè)備用到的電磁波，波長(zhǎng)更加長(zhǎng)，屬于微波甚###無(wú)線電波波段，某些無(wú)線電波的波長(zhǎng)甚###可以達(dá)到數(shù)千米量級(jí)。因此，原子躍遷出來(lái)的光，就是電磁輻射的一種。輻射出來(lái)的電磁波，其本質(zhì)就是光子，都可以用量子力學(xué)來(lái)描述。
進(jìn)一步，我們還可以理解場(chǎng)和粒子的概念，這就需要用到量子場(chǎng)論的基本概念。舉列來(lái)說(shuō)，我們說(shuō)的電磁波，實(shí)際上就是電磁場(chǎng)在空間上的周期變化造成的，或者說(shuō)場(chǎng)的不均勻分布和動(dòng)態(tài)變化造成的結(jié)果。那么場(chǎng)的變化，在量子力學(xué)框架下，就會(huì)產(chǎn)生所謂的“激發(fā)”，激發(fā)出來(lái)的粒子就是場(chǎng)對(duì)應(yīng)的基本粒子。電磁場(chǎng)激發(fā)態(tài)下的就是光子。當(dāng)然，其他的粒子，也都是各種場(chǎng)的激發(fā)態(tài)。
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