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光子是新核放出的嗎（光子是新核放出的嗎為什么）

發(fā)布時間：2023-03-07 16:41:17 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 112 問大家

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于光子是新核放出的嗎的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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文章目錄列表:

1、為什么原子核衰變后，新核與衰變粒子a的質(zhì)量相同？
2、光子是核子嗎
3、光子是如何形成的？
4、原子核，電子，光子間的問題

光子是新核放出的嗎（光子是新核放出的嗎為什么）

一、為什么原子核衰變后，新核與衰變粒子a的質(zhì)量相同？

原子核衰變有三類。除a衰變外所民以質(zhì)量不變，放出的是電子或是光子。所以質(zhì)量不變。

a衰變質(zhì)量減4

二、光子是核子嗎

不是，光子是一種基本的量子，核子是原子核中的粒子。其實光子就是一個基本的量子粒子，它擁有一定的能量，可以在空間中傳播，而且它本身也具有一定的波動性，這就是光子。光子的另一個特點就是它具有波粒二象性，也就是說，它既可以表現(xiàn)為波的形式，也可以表現(xiàn)為粒子的形式。在實驗中，光子的運(yùn)動可以模擬出不同的物理過程，因此在物理學(xué)中有許多關(guān)于光子的研究。

三、光子是如何形成的？

原始稱呼是光量子（light quantum），電磁輻射的量子，傳遞電磁相互作用的規(guī)范粒子，記為γ。其靜止量為零，不帶荷電，其能量為普朗克常量和電磁輻射頻率的乘積，ε=hv，在真空中以光速c運(yùn)行，其自旋為1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解釋黑體輻射能量分布時作出量子假設(shè)，物質(zhì)振子與輻射之間的能量交換是不連續(xù)的，一份一份的，每一份的能量為hv；1905年A.愛因斯坦進(jìn)一步提出光波本身就不是連續(xù)的而具有粒子性，愛因斯坦稱之為光量子；1923年A.H.康普頓成功地用光量子概念解釋了X光被物質(zhì)散射時波長變化的康普頓效應(yīng)，從而光量子概念被廣泛接受和應(yīng)用，1926年正式命名為光子。量子電動力學(xué)確立后，確認(rèn)光子是傳遞電磁相互作用的媒介粒子。帶電粒子通過發(fā)射或吸收光子而相互作用，正反帶電粒子對可湮沒轉(zhuǎn)化為光子，它們也可以在電磁場中產(chǎn)生。

光子是光線中攜帶能量的粒子。一個光子能量的多少與波長相關(guān), 波長越短, 能量越高。當(dāng)一個光子被分子吸收時,就有一個電子獲得足夠的能量從而從內(nèi)軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的分子就從基態(tài)變成了激發(fā)態(tài)。

光子具有能量，也具有動量，更具有質(zhì)量，按照質(zhì)能方程，E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,

光子由于無法靜止，所以它沒有靜止質(zhì)量，這兒的質(zhì)量是光子的相對論質(zhì)量。

光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規(guī)范玻色子。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認(rèn)為是電磁相互作用的媒介子。與大多數(shù)基本粒子相比，光子的靜止質(zhì)量為零，這意味著其在真空中的傳播速度是光速。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現(xiàn)出經(jīng)典波的折射、干涉、衍射等性質(zhì)；而光子的粒子性則表現(xiàn)為和物質(zhì)相互作用時不像經(jīng)典的粒子那樣可以傳遞任意值的能量，光子只能傳遞量子化的能量。對可見光而言，單個光子攜帶的能量約為4×10-19焦耳，這樣大小的能量足以激發(fā)起眼睛上感光細(xì)胞的一個分子，從而引起視覺。除能量以外，光子還具有動量和偏振態(tài)，但單個光子沒有確定的動量或偏振態(tài)。

[編輯本段]光子與經(jīng)典電磁理論

命名

光子起初被愛因斯坦命名為光量子[7] 。光子的現(xiàn)代英文名稱photon源于希臘文 φῶς （在羅馬字下寫為phôs），是由物理化學(xué)家吉爾伯特·路易士在他的一個假設(shè)性理論中創(chuàng)建的[11] 。在路易士的理論中， photon指的是輻射能量的最小單位，其“不能被創(chuàng)造也不能被毀滅”。盡管由于這一理論與大多數(shù)實驗結(jié)果相違背而從未得到公認(rèn)， photon這一名稱卻很快被很多物理學(xué)家所采用。根據(jù)科幻小說作家、科普作家艾薩克·阿西莫夫的記載，阿瑟·康普頓于1927年首先用photon來稱呼光量子[12] [13] 。

在物理學(xué)領(lǐng)域，光子通常用希臘字母γ （音： Gamma ）表示，這一符號有可能來自由法國物理學(xué)家維拉德（ Paul Ulrich Villard ）于1900年發(fā)現(xiàn)的伽瑪射線 [14] [15] ，伽瑪射線由盧瑟福和英國物理學(xué)家安德雷德（ Edward Andrade ）于1914年證實是電磁輻射的一種形式[16] 。在物理學(xué)領(lǐng)域，光子通常用希臘字母γ （音： Gamma ）表示，這一符號有可能來自由法國物理學(xué)家維拉德（ Paul Ulrich Villard ）于1900年發(fā)現(xiàn)的伽瑪射線 [14] [15 ] ，伽瑪射線由盧瑟福和英國物理學(xué)家安德雷德（ Edward Andrade ）于1914年證實是電磁輻射的一種形式[16] 。在化學(xué)和光學(xué)工程領(lǐng)域，光子經(jīng)常被寫為h ν ，即用它的能量來表示；有時也用f來表示其頻率，即寫為h f 。

物理性質(zhì)

用費曼圖表示的正電子 - 負(fù)電子散射（也叫做BhaBha散射），波浪線表示交換虛光子的過程

參見：狹義相對論

從波的角度看，光子具有兩種可能的偏振態(tài)和三個正交的波矢分量，決定了它的波長和傳播方向；從粒子的角度看，光子靜止質(zhì)量為零[4] ，電荷為零[17] ，半衰期無限長。光子是自旋為1的規(guī)范玻色子，因而輕子數(shù) 、重子數(shù)和奇異數(shù)都為零。

光子的靜止質(zhì)量嚴(yán)格為零，本質(zhì)上和庫侖定律嚴(yán)格的距離平方反比關(guān)系等價，如果光子靜質(zhì)量不為零，那么庫侖定律也不是嚴(yán)格的平方反比定律[18] 。所有有關(guān)的經(jīng)典理論，如麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都依賴于光子靜質(zhì)量嚴(yán)格為零的假設(shè)。從愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系和光量子能量公式可粗略得到光子質(zhì)量的上限：（公式缺）

這里？即是光子質(zhì)量的上限，？是任意電磁波的頻率，位于超低頻段的舒曼共振已知最低頻率約為7.8赫茲。

這個值僅比現(xiàn)在得到的廣為接受的上限值高出兩個數(shù)量級。

參見光子：規(guī)范玻色子一節(jié)中對光子質(zhì)量的討論。

光子能夠在很多自然過程中產(chǎn)生，例如：在分子、原子或原子核從高能級向低能級躍遷時電荷被加速的過程中會輻射光子，粒子和反粒子湮滅時也會產(chǎn)生光子；在上述的時間反演過程中光子能夠被吸收，即分子、原子或原子核從低能級向高能級躍遷，粒子和反粒子對的產(chǎn)生。

在真空中光子的速度為光速，能量和動量p之間關(guān)系為（公式缺）；相對論力學(xué)中一般質(zhì)量為？的粒子的能量動量關(guān)系為（公式缺）。

光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關(guān)；或者說僅與波長λ有關(guān)光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關(guān)；或者說僅與波長λ有關(guān) 。

從而得到光子的動量大小為？

其中？也叫做狄拉克常數(shù)或約化普朗克常數(shù) ， k是波矢，其大小也叫做狄拉克常數(shù)或約化普朗克常數(shù) ，方向指向光子的傳播方向；？叫做波數(shù) ；？是角頻率。光子本身還攜帶有與其頻率無關(guān)的內(nèi)秉角動量？：自旋角動量？，其大小為光子本身，并且自旋角動量在其運(yùn)動方向上的分量(這一分量在量子場論中被稱作helicity )一定為？，兩種可能的值分別對應(yīng)著光子的兩種圓偏振態(tài)（右旋和左旋）。

從光子的能量、動量公式可導(dǎo)出一個推論：粒子和其反粒子的湮滅過程一定產(chǎn)生至少兩個光子。原因是在質(zhì)心系下粒子和其反粒子組成的系統(tǒng)總動量為零，由于動量守恒定律，產(chǎn)生的光子的總動量也必須為零；由于單個光子總具有不為零的大小為的動量，系統(tǒng)只能產(chǎn)生兩個或兩個以上的光子來滿足總動量為零。產(chǎn)生光子的頻率，即它們的能量，則由能量-動量守恒定律（四維動量守恒）決定。而從能量-動量守恒可知，粒子和反粒子湮滅的逆過程，即雙光子生成電子-反電子對的過程不可能在真空中自發(fā)產(chǎn)生。

光子具有波粒二象性，即說光子像一粒一粒的粒子的特性又有像聲波一樣的波動性，光子的波動性有光子的衍射而證明，光子的粒子性是由光電效應(yīng)證明。

上面有人認(rèn)為光子的動質(zhì)量為零是錯誤的，光子的靜質(zhì)量為零，否則的話其動質(zhì)量將為無窮大。但其動質(zhì)量卻是存在的，計算方法是這樣的：首先，由于頻率為v的光子的能量為

E＝hv，（其中h為普朗克常數(shù)），故由質(zhì)能公式可得其質(zhì)量為：m＝E/c^2=hv/c^2

其中c^2表示光速的平方。該方法由愛因斯坦首先提出。

經(jīng)典的波有群速度與相速度之分。

光子的速度就是光速。

光子有速度、能量、動量、質(zhì)量。光子不可能靜止。光子可以變成其它物質(zhì)（如一對正負(fù)電子），但能量守恒、動量守恒。

華中科大羅俊教授重新確定光子靜止質(zhì)量上限

華中科技大學(xué)教授重新確定光子靜止質(zhì)量上限，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為：光子靜止質(zhì)量為零是經(jīng)典電磁理論的基本假設(shè)之一。但有些科學(xué)家則認(rèn)為，光子可能有靜止質(zhì)量。如果實驗最終檢測到光子存在靜止質(zhì)量，那么有些經(jīng)典理論將要有所變化。

在2月28日出版的美國《物理學(xué)評論快報》（PhysicalReviewLetters）上，有專文介紹說：“一項由中國科學(xué)家羅俊等完成的新的實驗表明，在任何情況下，光子的靜止質(zhì)量都不會超過10的負(fù)54次方千克，這一結(jié)果是之前已知的光子質(zhì)量上限的1／20?！绷_俊和他的同事通過一種新穎的實驗方法，在一個山洞實驗室里將光子靜止質(zhì)量的上限，進(jìn)一步提高了至少一個數(shù)量級。

據(jù)悉，如果光子存在靜止質(zhì)量，雖然不會影響到人們的日常生活，但其產(chǎn)生的后果將是根本性的———例如，光速將隨波長的改變而變化，并且光波將像聲波一樣能夠產(chǎn)生縱向振動。

四、原子核，電子，光子間的問題

電子怎樣脫離原子核束縛？

電子獲得外界的能量（例如光照，加熱到較高溫度），動能升高，它就有脫離核的引力的趨勢，在向外跑的過程中電子的動能降低，電勢能升高。如果前面電子獲得的能量不足夠高，那么這個電子跑到離核較遠(yuǎn)的地方后剩余的動能就不足以使它完全脫離核的引力，即再也跑不出去了，仍在核的周圍運(yùn)動。相反如果前面獲得動能很大，那么電子將完全擺脫核的引力，成為自由電子。

又怎樣在其他原子核中自由移動？

樓主的這個問題有點表達(dá)不當(dāng)，脫離一個原子的電子一般不能進(jìn)入其它原子核的內(nèi)部（能量不足夠大，核內(nèi)部的能量驚人）。只能在一定條件下（當(dāng)它離另一個原子不太遠(yuǎn)時，并且這個原子外圍有能量較低的空軌道時）電子就可能被這個核吸引，成為“俘虜”，這個電子又會繞著新的核運(yùn)動。當(dāng)然這種運(yùn)動是受核束縛的，電子并不能自由移動。

電子獲得能量后又怎樣釋放光子？

第一個問題中，如電子獲得外界的能量不足夠高，那么這個電子跑到離核較遠(yuǎn)的地方后剩余的動能就不足以使它完全脫離核的引力，仍在核的周圍運(yùn)動。這時的電子總能量較高不穩(wěn)定，通常在極短的時間內(nèi)就會釋放多余的能量，這樣電子將再次返回到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，期間放出的能量主要以光子的形式出現(xiàn)，即電子能量降低，同時放出光子。

再補(bǔ)充一點：核外電子的運(yùn)動具有顯著的波動性，并沒有明確的軌道，甚至并沒有明確的動能，前文中用的這兩個概念是不夠嚴(yán)格的，具體細(xì)節(jié)需要在學(xué)習(xí)量子力學(xué)以后逐步深入理解。

以上就是關(guān)于光子是新核放出的嗎相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進(jìn)行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。