光电子与光子有什么关系,光电子是光子吗

首页 > 时尚 > 作者:YD1662022-11-20 01:05:10

当我们给氢以不同能量,它的电子轨迹就会产生相应变化

光子的波粒二象性

对于量子物理学来说,光子实际上是一份一份的能量,它被称为“光的能量子”。虽然光子兼具粒子的特性,但它不是一个具体的粒子,这有点像“声子”和“胶子”。目前普遍接受的物理理论暗示或假设光子是严格无质量的,这意味着不存在光子这个“东西”,所以光子的停止质量被定义为0。光子一产生就以光速在运动,它是能量,按照爱因斯坦相对论中质量与能量的关系,我们认为光子拥有“动质量”。

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光子没有静止质量,电子有质量

如果光子不是严格无静止质量的粒子,按照相对论,任何有质量的物体不会以真正的光速c运动。光子的速度将取决于它的频率,肯定比光速更低。但相对论不会受到光子质量的影响,因为在相对论中所谓的光速c不是是光子移动的实际速度,而是一个自然常数,它是任何物体在理论上可以在时空中达到的速度上限。因此在相对论中,光速仍然是时空波纹(引力波和引力子)的速度,但它不是光子的速度。

光子是否拥有静止质量对于麦克斯韦方程和库仑定律的影响更大,库仑定律将被迫做出修改,许多我们熟知的物理学定律也将随之进行修正。但到目前为止,光子静止质量的问题还在科学家们不断地求证之中。

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光子的波属性

虽然像所有的基本粒子一样,光子表现出波粒二重性,兼具波和粒子的双重特性。但光子的波和量子质量是单个现象的两个可观察的方面,我们不能机械地描述它。也就是说我们不能说光的能量处于光波前的某些点,也不能在空间定位光量子。

鉴于光子的这些特性,我们明白了,不能将光子与电子相等同,光子不是电子,光子也不会凭空产生出电子。

那么光电效应是怎么回事?

难道太阳能电池里的电子不是由光子产生的吗?

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光电效应不是凭空创造出电子

当光照射到任何材料表面时,它会将能量传递给目标,其中一部分能量会传递给电子。电子接收到光的能量会引发自己的动能变化,从而冲到更高的能级,如果电子吸收到的电子能量不足以使自己摆脱原子,它会释放一个光子,然后回到自己原来的轨道上;而当最外层电子获得足够的能量,它会摆脱原子的束缚,变成自由电子。

由此我们可以看出,光电效应并不是光子产生了电子,而是电子接收到光的能量,从而使自己变成自由电子,当材料中的电势积聚,就可以产生电流。

总结:

光由物质的运动产生,电子在其运动过程中由于轨道发生偏转而对外释放能量,原子核内部基本粒子在运动过程中也会对外释放能量,这种能量的释放大多表现为光的发射。

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