在之前的系列《颜色-不是你想象的那样》中第(3)节介绍了波长,今天重新梳理一下: 光的波粒二象性 光的波长及能量 说明的是光的基本粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述,也可以部分地用波的术语来描述。 光既是粒子(如沙子一般一粒一粒的),又是电磁波(如水波一样波动着) 这不就是流沙河吗!!! (视频3.48M,请在wifi下观看) 可以这样理解,光在某些情况可以用粒子的规则来描述,某些情况又可以用波的规则来描述: 对于可见光的能量问题,可以用波的规则来描述——不同波长的光能量不一样,是一个连续变化的概念。 对于颜料染料的发色原理,可以用粒子的规则来描述—— 分子特殊化学键中电子的跃迁对特定波长光的吸收产生的颜色。 但这种变化不是连续的,而是量子化的。不同能量的间隔称为“能级”。 分子只有吸收能级之间的能量差的能量,才到被“激发” 从一个能级跃迁到另一个能级。 是指波在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方向,相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。波长λ等于波速v和周期T的乘积,即λ=vT。同一频率的波在不同介质中以不同速度传播,所以波长也不同。 波长与能量之间的关系式是: E代表能量 h为普朗克常数,h=6.626196×10^-34 J·s c是光在真空中的光速,c=299792428 m/s λ 就是波长,单位m 然后我么就可以这样理解,光的波长就是在一个振动周期的长度: 波长越长表示波速越小,频率越小,能量当然就越低了; (类比抖绳子,用的力气小,绳子抖得幅度就小,动得就慢,对应的能量就低 ) 波长越短表示波速越大,频率越大,能量当然就越高了。 (类比抖绳子, 用的力气大,绳子抖得幅度就大,动得就快,对应的能量就高) 之前列出了不同波长对应的不同能量的表,就是基于这个量子能量公式 E=hc/λ 计算出来的, 通过非常直观的量化数据可以看出,波长越短的光,能量越大。 光的波粒二象性表明光在某些情况可以用粒子的规则来描述,某些情况又可以用波的规则来描述。 光的波长越短的,能量越大;波长越长,能量越小。
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