探测器@引力波是否携带能量,能否吸收和转换?


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探测器@引力波是否携带能量,能否吸收和转换?
何为能量的转换?当我们看见光的时候是光被通过视觉细胞吸收转换成电信号传输给我们的大脑 , 所以我们才能看见万物 。 当我们要发现一种能量时 , 首先要对这种能量进行探测 , 而探测的过程就是让该能量显现 , 显现的结果就是转换成各种我们能看见的信号 , 这个过程就包含了对能量的吸收和转换 , 而引力波已经被我们探测到了!
     图:LIGO探测器
因为目前引力子并没有被探测到 , 在讲这个问题之前 , 我们想要明白我们所认识的能量是如何传递的 , 依此有一个类比 。 能量是什么:

  • 我使劲把一个原来静止在地面的足球踢了出去 , 我对足球做了功 , 做功的这种能力就是能量 。
  • 【探测器@引力波是否携带能量,能否吸收和转换?】一个橡皮泥本来是恐龙性状 , 我给团成了圆球 , 使它的结果发生了变化 , 使物体结构发生变化也叫能量
  • 玩具车跑了2公里 , 电池源源不断为其输入电能 , 电能也是能量 。
能量环绕在我们日常生活中 , 石油的化学能 , 产生阳光的原子核结合能 , 你身体时时刻刻向外辐射的热能数之不尽!它们有多种形态 , 势能(存储)、动能(运动)、化学键(电子键)、原子核(从原子核释放)等等 。
     图:电池中的化学能转换为电能 , 电能是灯泡发亮 , 灯泡向外释放光子
当我们对物体输出能量时 , 构成物质的原子会从基态变成激发态 。 原子中的电子会从低能态的轨道往高能态发生跃迁 , 电子达到高能态处于极不稳定的状态 , 又会回到低能态 。 电子获得额外能量会以光子的形式释放出去 , 因为能态之间能量差不同 , 所以释放出去的光子也会不同 , 不同的光子具有不同的能量 , 具备不同的波长 。
     图:氢原子电子跃迁 , 量子物理中结合能的作用以及电子与质子之间的关系 。 氢跃迁能量最强为从2-1 , 122nm波长 , 紧接着是从3-2 。
光子因为具备波粒二象性 , 所以同时它又具备波动性 , 如同阳光 , 它可以辐射的形式向外扩散 , 不同波段的光 , 统称为电磁波 。 从伽马射线到可见光 , 一直到光谱的无线电部分 , 它们不仅与物质相互作用并传递能量 , 而且我们可以把它看做具有能量的单个粒子 , E=hv 。
     图:1905年 , 爱因斯坦获得了诺贝尔奖 , 源于它提出了光子的假设 , 解释了光电效应 。 他发现少量的紫外线也可以把电子从金属导体中激发出来 , 但是长波光线无论输出多大的量都无能为力 。
     光电效应详细描述了在光子世界中 , 更看重个体能力 , 光子是一份份的 , 波长越短 , 单个光子的能量越强 。 光子可以与一个电子相互作用并使其电离 , 把它踢出材料 , 从而产生一个可检测的信号 。