빛양자론 - 개념 원래 이름은 빛양자(lightQuantum)로, 전자기파의 양자, 전자기적 상호작용을 전달하는 표준입자로 γ로 기록된다. 빛의 양자 이론에 따르면, 빛의 정지량은 0이고 에너지는 플랑크 상수와 전자기 복사의 주파수 ε=hv의 곱입니다. 스핀은 1이고 보존이다. 1900년 초에 M. Planck는 흑체 복사의 에너지 분포를 설명할 때 양자 가정을 세웠습니다. 물질 진동자와 복사 사이의 에너지 교환은 하나씩 불연속적이며, 1905년에 Einstein은 추가로 제안했습니다. 빛의 파동 자체는 연속적이지 않지만 입자 특성을 갖고 있으며, 이를 1923년에 A.H. Compton은 빛 양자의 개념을 사용하여 X선이 물질에 의해 산란될 때 파장이 변하는 것을 설명했습니다. 빛양자라는 개념인 데이턴 효과는 널리 받아들여지고 적용되었으며, 1926년 공식적으로 광자(Photon)로 명명되었습니다. 양자전기역학이 확립된 후, 광자는 전자기적 상호작용을 전달하는 매체 입자라는 것이 확인되었습니다. 하전 입자는 광자를 방출하거나 흡수하여 상호 작용합니다. 양전하 입자와 음전하 입자 쌍은 전자기장에서 소멸되어 광자로 변환될 수도 있습니다.
빛의 양자 이론 - 원리 광자는 빛 속에서 에너지를 전달하는 입자입니다. 광자의 에너지는 파장과 관련이 있습니다. 파장이 짧을수록 에너지는 높아집니다. 광자가 분자에 흡수되면 전자는 내부 궤도에서 외부 궤도로 점프할 만큼 충분한 에너지를 얻고, 전자 전이를 가진 분자는 바닥 상태에서 들뜬 상태로 변화합니다.
광자는 에너지, 운동량, 질량을 갖습니다. 질량-에너지 방정식 E=MC^2=HV에 따르면 M=HV/C^2를 구합니다.
이후 광자 그것은 정지할 수 없으며 정지 질량도 없습니다. 여기서 질량은 광자의 상대론적 질량입니다.
광자는 전자기적 상호작용을 전달하는 기본 입자이자 게이지 보존이다. 광자는 전자기 방사선의 운반체이며, 양자장 이론에서 광자는 전자기 상호작용의 매개자로 간주됩니다. 대부분의 기본 입자와 비교할 때 광자는 정지 질량이 0입니다. 이는 진공에서 빛의 속도로 이동한다는 것을 의미합니다. 다른 양자와 마찬가지로 광자는 파동-입자 이중성을 가지고 있습니다. 광자는 굴절, 간섭, 회절 및 기타 고전 파동 특성을 나타낼 수 있지만 광자의 입자 특성은 물질과 상호 작용할 때 고전 입자와 같은 정보를 전달할 수 없다는 것입니다. 에너지의 경우, 광자는 양자화된 에너지만 전달할 수 있습니다. 가시광선의 경우, 단일 광자가 운반하는 에너지는 약 4×10-19 줄(J)입니다. 이 에너지 양은 눈의 광수용체 세포에 있는 분자를 자극하여 시력을 유발하기에 충분합니다. 에너지 외에도 광자에는 운동량과 편극이 있지만 개별 광자에는 명확한 운동량이나 편파가 없습니다.
빛양자 이론 - 고전 전자기 이론 명명
광자는 원래 아인슈타인[7]에 의해 빛 양자로 명명되었습니다. 광자의 현대 영어 이름인 광자(photon)는 물리화학자 길버트 루이스(Gilbert Lewis)가 그의 가설 이론 중 하나에서 제안한 그리스어 ψ?6?6?0?9(로마자로 ph?s로 기록)에서 파생되었습니다. [11]을 만들었습니다. 루이스의 이론에서 광자는 "생성되거나 파괴될 수 없는" 복사 에너지의 가장 작은 단위를 의미합니다. 이 이론은 대부분의 실험 결과와 모순되기 때문에 결코 받아들여지지 않았지만, 광자라는 이름은 많은 물리학자들에 의해 빠르게 채택되었습니다. 공상과학 작가이자 대중 과학 작가인 아이작 아시모프(Isaac Asimov)의 기록에 따르면, 아서 콤프턴(Arthur Compton)은 1927년에 처음으로 광양자를 지칭하기 위해 광자를 사용했습니다[12][13].
물리학 분야에서 광자는 일반적으로 그리스 문자 γ(소리: 감마)로 표시됩니다. 이 기호는 1900년 프랑스 물리학자 Paul Ulrich Villard가 발견한 감마선에서 유래한 것 같습니다. [14][ 15] 감마선은 1914년 러더퍼드(Rutherford)와 영국의 물리학자 에드워드 안드라데(Edward Andrade)에 의해 전자기 방사선의 한 형태임이 확인되었습니다[16].
물리학 분야에서 광자는 일반적으로 그리스 문자 γ(소리: 감마)로 표시됩니다. 이 기호는 1900년에 프랑스 물리학자 Paul Ulrich Villard가 발견한 감마선에서 유래했을 수 있습니다. 러더퍼드는 1914년 영국의 물리학자 에드워드 안드라데(Edward Andrade)와 함께 전자기파의 한 형태를 발견했습니다[16]. 화학 및 광학 공학 분야에서 광자는 종종 hν로 표시됩니다. 즉, 에너지로 표시되는 경우도 있습니다. 때때로 f는 주파수를 표시하는 데 사용됩니다. 즉, hf로 표시됩니다.
빛 양자 이론 - 물리적 특성은 양전자 음성 전자 산란(BhaBha 산란이라고도 함)의 파인만 다이어그램으로 표현됩니다. 물결선은 가상 광자 교환 과정을 나타냅니다.
파동의 관점에서 보면, 광자는 두 개의 가능한 편광 상태와 세 개의 직교 파동 벡터 구성요소를 가지며, 이는 입자의 관점에서 파장과 전파 방향을 결정하며, 광자의 정지 질량은 0이고 전하는 0입니다. [17] 반감기는 무한하다. 광자는 스핀 1을 갖는 게이지 보손이므로 렙톤 수, 중입자 수, 특이수는 모두 0입니다.
광자의 나머지 질량은 엄밀히 0입니다. 이는 쿨롱 법칙의 엄격한 역제곱 거리 관계와 본질적으로 동일합니다. 광자의 나머지 질량이 0이 아닌 경우 쿨롱의 법칙은 엄격하지 않습니다. 역제곱법칙 [18] . 맥스웰 방정식과 전자기장의 라그랑지안과 같은 모든 관련 고전 이론은 광자의 나머지 질량이 엄격하게 0이라는 가정에 의존합니다. 광자 질량의 상한은 아인슈타인의 질량-에너지 관계와 광양자 에너지 공식으로부터 대략적으로 구할 수 있습니다: (공식 누락)
모든 전자기파의 주파수이며, 슈만 *** 진동은 초저주파 대역이 알려져 있습니다. 가장 낮은 주파수는 약 7.8Hz입니다.
이 값은 현재 널리 받아들여지고 있는 상한치보다 단지 두 자릿수 더 높습니다.
광자: 게이지 보존 섹션에서 광자 질량에 대한 논의를 참조하세요.
광자는 다양한 자연 과정에서 생성될 수 있습니다. 예를 들어, 분자, 원자 또는 핵이 높은 에너지 준위에서 낮은 에너지 준위로 전환될 때 전하가 가속될 때, 그리고 입자와 반입자가 소멸될 때 광자가 방출됩니다. 광자는 위에서 언급한 시간 역전 과정, 즉 분자, 원자 또는 핵이 낮은 에너지 준위에서 높은 에너지 준위로 전이되고 입자와 반입자 쌍이 생성되는 동안 흡수될 수 있습니다.
진공에서 광자의 속도는 빛의 속도이고, 에너지와 운동량 p 사이의 관계는 (공식이 없습니다.) 상대론적 역학에서 일반적인 질량은 무엇입니까? 입자의 에너지-운동량 관계는 (공식 누락)입니다.
광자의 에너지와 운동량은 광자의 주파수 ν에만 관련되어 있거나, 광자의 에너지와 운동량은 광자의 주파수 ν에만 관련되어 있습니다. 광자 또는 파장 λ에만 관련됩니다.
광자의 에너지 및 운동량 공식에서 추론을 도출할 수 있습니다. 즉, 입자와 반입자의 소멸 과정은 최소 두 개의 광자를 생성해야 합니다. 그 이유는 질량 중심 시스템의 입자와 반입자로 구성된 시스템의 전체 운동량이 0이기 때문입니다. 운동량 보존 법칙으로 인해 단일 광자가 생성되기 때문에 생성된 광자의 전체 운동량도 0이어야 합니다. 항상 0이 아닌 크기의 운동량을 가지므로 시스템은 총 운동량이 0임을 만족시키기 위해 두 개 이상의 광자만 생성할 수 있습니다. 광자가 생성되는 주파수, 즉 에너지는 에너지-운동량 보존 법칙(4차원에서 운동량 보존)에 의해 결정됩니다. 에너지와 운동량 보존을 통해 우리는 입자와 반입자의 소멸의 역과정, 즉 두 개의 광자로부터 전자-반전자쌍을 생성하는 과정이 진공 중에서 자발적으로 일어날 수 없다는 것을 알고 있습니다.
빛양자이론-공식 광자는 파동-입자 이중성을 가지고 있다. 즉, 광자는 하나씩 입자와 같은 특성을 가지며, 음파와 같은 파동성을 가지고 있다. 광자의 파동성은 회절을 통해 증명된다. 광자의 입자 성질은 광전 효과에 의해 증명됩니다.
위의 일부 사람들은 광자의 동적 질량이 0이라고 생각했는데, 이는 잘못된 것입니다. 광자의 정적 질량은 0입니다. 그렇지 않으면 동적 질량은 무한할 것입니다. 그러나 동적 질량은 존재합니다. 계산 방법은 다음과 같습니다. 첫째, 주파수 v를 갖는 광자의 에너지는
E=hv(여기서 h는 플랑크 상수)이므로 질량은 질량은 에너지 공식 m=E/c^2=hv/c^2
에서 얻을 수 있습니다. 여기서 c^2는 빛 속도의 제곱을 나타냅니다. 이 방법은 아인슈타인이 처음 제안했습니다.
클래식 파동은 군속도와 위상속도로 구분됩니다.
광자의 속도는 빛의 속도이다.
광자에는 속도, 에너지, 운동량, 질량이 있습니다. 광자는 가만히 있을 수 없습니다. 광자는 다른 물질(양전자와 음전자 쌍 등)이 될 수 있지만 에너지와 운동량은 보존됩니다.
화중 과학기술대학교 Luo Jun 교수가 광자 정지 질량의 상한을 다시 결정했습니다
화중 과학 기술 대학 교수가 광자 정지 질량의 상한을 다시 결정했습니다 일부 내부자는 광자의 정지 질량이 0인 것이 고전 전자기 이론의 기본 가정 중 하나라고 믿습니다. 그러나 일부 과학자들은 광자가 정지 질량을 가질 수 있다고 믿습니다. 광자 양자 이론 - 학술 2월 28일에 발표된 미국의 "Physical Review Letters"에 특집 기사에서 다음과 같이 말했습니다. "중국 과학자 Luo Jun 등이 완성한 새로운 실험은 어떤 상황에서도 광자의 나머지 질량이 10 마이너스를 초과하지 않는다는 것을 보여줍니다. 이 결과는 이전에 알려진 광자 질량 상한의 1/20입니다. "Luo Jun과 그의 동료는 동굴 실험실에서 새로운 실험 방법을 사용했습니다. 이는 광자 정지 질량의 상한을 적어도 한 차수만큼 증가시킵니다. 규모의.
광자에 정지 질량이 있으면 사람들의 일상 생활에 영향을 미치지는 않지만 결과는 근본적일 것이라고 보고됩니다. 예를 들어 빛의 속도는 파장의 변화에 따라 변하고 빛은 파도는 음파처럼 종방향 진동을 생성합니다.