電磁波的頻率會有一個上限嗎?這個上限是多少?

2020-12-03 星辰大海路上的種花家

從理論上來看似乎電磁波並沒有一個頻率的上限,但從量子力學的較多來看,它卻有一個上限,那麼這個上限是多少呢?這我們得從電磁波的波長與頻率之間的關係來確認下這個高點在哪裡!

電磁波頻段看得眼花繚亂,但這都不重要,上圖有一個關鍵的公式:

c=λ×f

即:光速=波長×頻率

而這當然波長和頻率變化時候,它們遵循相乘等於光速的原則!因此只要隨意調節無限小的波長就能達到無限高的頻率,那麼這樣的騷包操作是否可以呢?但這時候普朗克長度出來搗亂了!

普朗克長度:有意義的最小可測量長度,它有光速以及普朗克常數和引力常數所決定,約等於1.6×10^-35M

即波長能小於普朗克長度:1.6×10^-35M,那麼很自然最高頻率就決定了!是多少呢?

約為:1.88×10^43Hz

這個光子具有多大的能量呢?

ε = hυ

h表示普朗克常量,v是電磁波的頻率。

h=6.62607015×10-34 J·s

那麼ε = 12457011882J

2016年,歐洲強子對撞機LHC製造出了高達750千兆電子伏特的超高能光子,換算成焦耳大約只有:0.00000012J

距離差的不止一星半點,而是NNNN個數量級,這也許在只有在宇宙大爆炸時產生的光子才能達到這個級別!

但無論哪個,到這個級別的統統都成為超高能射線!

紫外線:10^8HZ以上

X射線:10^11HZ以上

γ射線:10^15HZ以上

LHC的超高能750KMeV的光子頻率在10^26HZ以上

波長為普朗克長度的光子頻率達到了10^43HZ以上

從紫外線開始到光子頻率的天花板,統統對人體有害,而且與頻率高低成正比,也許只能堅持到X射線,γ射線估計當場得掛!當然拋開劑量談危害統統都是流氓,這樣比喻這是描述下高能光子對人類的傷害程度!

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