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茲。這時的繩波就變得振幅較低,波長較短。因此,對於波來說,頻率越高,其所攜帶的能量就越大。∞米∞花∞書∞庫∞ ;http://www。7mihua。com
對於光波所攜帶的能量也是如此情況,光波在一秒鐘振動(如同繩子的抖動)的次數越多,其所攜帶的能量就越大。因此測量光具有的能量就是計算其在一秒鐘內振動的次數。例如,圖1…10中,紅光、綠光、藍紫光在一秒鐘內振動次數是不同的,其所攜帶的能量就不同。
例如,鐳射電筒發射出的紅色光(燒熱的鐵也發出同樣的紅光),每秒中振動(抖動)的次數是400×10…12,這被稱為400太赫茲,縮寫為THz。頻率為1THz的電磁波波長為0。3毫米,紅光波的波長是620nm(奈米)。綠色光波振動的頻率是526THz,波長是495nm。紫色光波的振動頻率是668THz,波長是380nm。
上面是我們用肉眼可以見到的光。比紅光更低頻率的光叫做紅外線,每秒鐘振動頻率低於400THz。頻率更低,波長更長的還有無線電波,其波長大於一米,而有的無線電波波長像山一樣大。每秒鐘振動的次數高於789THz的光,就是紫外線。比紫外線頻率更高的還有x射線、γ射線,這是攜帶更高能量的電磁波。那麼什麼是紅外線和紫外線呢?
首先,牛頓利用稜鏡將太陽光分散成為〃紅橙黃綠藍靛紫〃等光譜(見圖1…11)。這被稱為可見光譜。透過牛頓的貢獻,人們明白了白光是由許多種顏色的光組成的。
其次,在二百多年前,威廉·赫歇爾在可見太陽光譜的紅色光外端放置了一個溫度計,發現溫度上升了,這就證明在紅色光外端也存在能量輻射,因此就把這一類外端的輻射稱為〃紅外線〃。例如,熱水杯和不發光的熱鐵針發射出的都是紅外線。幾年後,德國化學家約翰·裡特爾將一張浸滿氯化銀的紙片放置在可見太陽光譜的藍色端之外,他發現紙片的顏色變深了。這就證明,在光譜藍光之外同樣存在著輻射能量。因此,將這一類外端的輻射稱為紫外線。例如在炎熱的夏天,你雖然看不到紫外線,但它對我們面板造成的傷害(面板紅腫)卻是可見的。
(二)紫外災變
凡是加熱的物體都會發射電磁波,也就是光。例如,被加熱的鐵棍,雖然你看到的鐵棍是黑色的,但是它卻會烤手。原因是,在鐵棍被加熱到500攝氏度(攝氏度,簡稱為度)以下時,它所釋放出的是肉眼不可見的電磁波(紅外線)。雖然我們看不到這些電磁波,但卻可以感受到它輻射出的效應——烤手。當你把鐵棍繼續加熱,在超過550度時,它就會發射出肉眼可見到的紅色光(見圖1…13)。
實際上,無論你加熱什麼物體,在達到這一溫度時,都會釋放出紅色光。例如,當你把陶瓷、煤塊、鐵塊或任何物體加熱到550度時候,它們都會發射出暗紅色的光。
當你把物體加熱到900度,物體會發射出橘紅色的光。在溫度達到1000度時,則會發射出頻率更高、攜帶能量更大的黃色光。當溫度達到1200度時,物體放射出來的光就會變成白色。光變成白色的原因是,在溫度1200度時,受熱物體會同時釋放出紅色、綠色和藍色光。
第12節:光量子
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根據三原色原理(見圖1…14),三種顏色的光同時釋放時,就變成了白色。例如白熾燈泡中的鎢絲溫度達到2200度,釋放出的光都是白色的。當你把物體繼續加熱,例如5000度以上時,就會釋放出更高頻率的光——藍光、紫光和紫外線。
根據1900年以前人們的認識,一個熱體必須在所有的頻段同等地輻射出電磁波(如無線電波、紅外線、紅光、藍光、紫外線、X射線等)。
即,一個被加熱的物體,會在所有頻率段同等地發射電磁波。按照這一邏輯,溫度越高則釋放出的所攜帶高能量(高頻率)電磁波的比例就是1+1+1+1+1,以至溫度達到10萬度時,會釋放出極高頻率的電磁波。
就是說,隨著溫度的不斷升高,如果把光看成是連續發射出的波,那麼被加熱的物體釋放出的光的頻率將是無限的,進而其輻射的總量也必須是無限的。因為所釋放出的電磁波都在紫外線一端,因此就把這種推斷出的會釋放出無限頻率和無限輻射總量的現象稱為〃紫外災變〃。紫外災變只是人們在理論上得出的一個〃結果〃,如果這一理論
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