能量|光的本质到底是什么东西？科学家解释后，茅塞顿开相互作用|振动

孟子曰：五百年必有王者兴，其间必有名世者。在科学界，两百年一般都会有一个大的变革。而彻底搞清楚光是什么的人，就是鼎鼎大名的爱因斯坦。他在光电效应的实验发现，光与实物微粒相互作用的过程中，粒子性非常突出。于是光的波粒二象性呼之欲出，在随后的双缝干涉实验中证实这种确定的猜想，在转移能量时会表现出粒子的性质，在传播的过程中体现出波动性。

文章图片
这么说难免有点深奥难懂，大家可以把光理解成“运载能量的波动” ，波动也就是某种振动。声音是空气漂浮的振动，海浪是水的振动，地震是大地动摇的。那么光是什么振动呢?光是光的本身在振动，专业的说就是电场和磁场的矢量在振动，光线传播也就是交替的光矢量和磁矢量传播。
我们所说的光一般都是指可见光，它是有颜色的，与能量紧密相关，赤橙黄绿蓝靛紫，能量依次升高。而电波，红外线，紫外线， x射线和可见光是一家人，属于电磁波。那么光到底是怎么产生的呢?

文章图片
有人会问，如果晃动微观粒子会产生光吗?可以这么说，原子外的电子从高能级向较低能级跃迁时，多余的能量差就会以光子的形式释放。数不清的原子产生的无数个光子汇聚，就会产生光线，被人的视网膜捕捉，在大脑里面的视神经就会说：哦，这就是光。
“能量是能量，粒子是粒子”二分法的局限性
近代理论表明，能量和质量不可分。说得更纯粹一点，所有东西都是能量!为什么有粒子，是能量场的叠加相互作用产生的表现形式。量子场论中，用场来解释物质如何相互作用，特别是如何获得质量。并且爱因斯坦的相对论早就给出了质能方程，暗示了能量和质量的相互转化。
我们能摸到钞票，不是说钞票作为一种物质很特殊，仅仅只是因为我们和它之间有相互作用，这种相互作用被你的经验确认为“摩擦力” ，但其实其本质和我们“看到钞票”这个相互作用没有区别：看到钞票是是因为光的反射也就是电磁相互作用，摩擦力也是电磁相互作用!所以触觉和视觉的物理本质其实是一样的。

文章图片
“直着走路”的光也会拐弯?
有趣的是，光虽然在均匀介质中总是沿直线传播，但是会被引力所扭曲。这又是为什么?
这就要牵涉到广义相对论了。简单来说， “引力”是一种时空弯曲效应，只是因为时空“变弯”了，所以在其中的物质只能顺着时空走， “光”也是物质，不得不亦步亦趋。爱因斯坦的场方程也早就说明了：决定时空如何弯曲的因素是这个时空内的质量和能量分布，而能量和质量处于等价的地位。

文章图片
结语
我们以光为知觉，电子使光线跳舞，光线又会电子起舞。光线是电子所处的微观世界给我们的信号，我们所经历的几乎所有的现象都是微观世界光和电子的舞蹈。这么想来对光的尊敬不禁又加大了!
【能量|光的本质到底是什么东西？科学家解释后，茅塞顿开】“黑夜给了我黑色的眼睛，我却用来寻找光明。 ”我是理说万物，你的私人科普顾问，每日更新科学知识，注重科学中的人文和精神关怀，让“人”的意义凸显，寻找生命意义。喜欢就来关注我哦，在这个魔幻而又现实的世界里，一起加油吧!