光是否真的会消失?
如果我们要回答这个疑问,首先我们需要正确地理解光的本质。
光的本质是什么呢?根据质能守恒定律,无论光的本质是能量还是物质,光本身都不可能消失。
相反,它只改变了存在的形式,从而变成了隐性的。
因为人类适应了阳光和火焰,所以我们能够感知这种频率范围内的光,并将其称之为可见光。
超过此频率范围的光则包括红外线和紫外线。
尽管它们与可见光具有相同的本质,但在我们看来,这些光都是看不见的,表现为其他新事物。
对于高能紫外线,我们根据其能量的大小,可以将其分为X射线、伽马射线和中微子等。
我们可以问:不同能量的光的本质是什么?
因为普朗克常数h的存在,它的物理量纲为粒子的角动量,这意味着它是不可再分的最小粒子的本征参数。
这表明我们的宇宙是由叫做量子的不可再分最小粒子构成的。
我们获得了一个有机的量子宇宙观:
离散的基态量子构成了空间,受激发的量子成为光子,由高能量量子组成封闭系统就形成了物质。
我们知道光的本质是一个最小粒子(量子)的激发态。
不同能量的激发量子分别被称为红外线、可见光、X射线和伽马射线。
我们知道了光产生的过程是对基态的空间量子进行激发,使其获得能量,从而从原来无序的粒子状态转变成有序的光子状态。
最为著名的生成光的现象,就是光电效应,高位能的电子通过激发空间量子,将其多余的能量转移给了空间,自己则跃迁回到原子中的基态。
如果我们想让光消失,就需要释放掉其携带的能量,从而回到基态量子的状态,具体的实现方式有以下几种。
其一,被物质吸收,将光子获得的激发能量转化为物体的热能,使物体内部粒子运动的动能增加。
这也就是为什么关灯时屋子会瞬间变暗的原因。
其二,光子在量子空间中运行,在与空间量子的碰撞过程中,消耗了能量,从而恢复为基态量子,这就是光的耗散红移,目前所观测到的星光普遍红移,主要是由于耗散红移造成的。
其三,光子离开巨大物体,为了克服量子空间的不对称碰撞,即克服引力作用,会发生红移现象,这是爱因斯坦在广义相对论中预言并在实验中验证的引力红移。
三种光的消失都意味着消耗了其高于基态的能量,从而导致光现象消失,但是产生光现象的粒子——量子却是永存的。
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