電磁力的本質是光子的交換,那麼為什麼我們看不到磁鐵產生的光?

2020-12-04 艾伯史密斯

並不是所有的光子都能被我們眼睛看見,比如紅外線、紫外線、伽馬射線等等,都在人眼能感知的光子頻率範圍之外;而電磁相互作用的傳遞粒子,並不是一般的光子,而是「虛光子」。

人眼能感知的光子頻率範圍很有限,可見光只是電磁波頻率中極小的一塊區域,而可見光之外的區域,都是人眼感知不到的。

在量子電動力學中,把電磁相互作用解釋為"虛光子"的交換;虛光子具有能量和動量,所以虛光子的交換過程中,就完成了能量和動量的傳遞。

根據量子力學不確定性原理,真空中並非一無所有,而是存在能量的不斷地起伏,時間越短,能量起伏大,但是總體上是趨向於守恆的;卡西米爾效應已經證實了這個說法。

真空中量子起落產生的「能量子」,就是虛粒子,而電荷的存在,會激發「虛光子」的形成;也因為不確定性原理,虛光子存在的時間極短,因為虛光子的能量是向真空「借」的,需要立馬返還給真空,以此保證能量在總體上守恆。

在經典力學中,傳遞電磁相互作用的介質是「場」,電磁場的本質是光子,而不可直接觀測到的那部分「場」就是虛光子。

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  • 電磁力本質上是光子的交換,可卻看不見
    兩塊磁鐵之間靠磁力傳遞相互作用,磁力屬於電磁力,電磁力的媒介粒子是光子。因此,兩塊磁鐵之間的磁力是靠光子傳遞的,更準確來說是虛光子。在經典場論中,兩塊磁鐵雖然沒有直接接觸,但是磁鐵周圍存在磁場,它們之間是直接靠電磁場進行相互作用的。
  • 既然電磁力是由光子傳遞,那為什麼磁鐵吸引不會發光?
    例如,讓磁鐵之間互相吸引的磁力、接觸力(包括摩擦力、彈性力)在本質上都是屬於電磁力。 理論上,每種基本力都由一種基本粒子來傳遞(傳遞引力的引力子尚未被發現),以電磁力為例,它的傳遞依賴於光子。既然電磁作用會交換光子,那麼,為什麼我們看不到兩塊相互吸引的磁鐵、或者推動物體時所發出的光呢?
  • 磁鐵之間的磁力是通過什麼來傳遞?
    就目前所知,一切力的相互作用在本質上都可歸咎於四種基本力——電磁力、引力、強核力以及弱核力。例如,讓磁鐵之間互相吸引的磁力、接觸力(包括摩擦力、彈性力)在本質上都是屬於電磁力。理論上,每種基本力都由一種基本粒子來傳遞(傳遞引力的引力子尚未被發現),以電磁力為例,它的傳遞依賴於光子。既然電磁作用會交換光子,那麼,為什麼我們看不到兩塊相互吸引的磁鐵、或者推動物體時所發出的光呢?根據量子場論,承載電磁力的光子並非是普通的光子,而是虛光子,我們是看不到這種存在時間極其短暫的虛粒子。
  • 兩塊磁鐵之間產生的磁力,是靠什麼粒子來進行傳遞的?
    相信大家對於磁鐵之間的相互作用力所表現出來的種種現象,無論是同性相斥、還是異性相吸,以及由此製造出的磁性產品的特性已經瞭然於胸,雖然表象上看來,磁鐵之間的相互作用力,特別是異性磁極之間的相互吸引,感覺與萬有引力非常相似,但是它們在本質上卻有著截然的不同。
  • 光子的本質及理論
    大家好,歡迎收看我的百家號愉快代替生活,今天小編要給大家介紹的是光子的本質及理論。光子19世紀時,物理學家們認為自己已經解釋了光的本質,它是一種波。但1905年,阿爾伯特·愛因斯坦建立了一個新的模型,在這個模型中,光是由粒子組成的。愛因斯坦沒錯,光的粒子後來被叫做光子。
  • 磁鐵的吸引力是一種什麼力,靠什麼媒介來傳遞?
    引力的本質是質量對時空的扭曲,是比電磁力弱很多的力;而電磁作用力的本質是物體之間的電荷,通過帶電粒子與電磁場相互作用產生的力場。我們在日常生活中看到的所有力的現象,幾乎都是電磁作用力。如電力、摩擦力、彈性力、機械力等,聲波也是一種機械波,因此也屬於電磁作用力的表現。
  • 光的本質,光的量子糾纏態
    昨天講到光的激發和自發,並沒有講清楚光的本質是什麼構成,只知道光是波粒二象性,那麼波是什麼,粒子又是什麼?按照經典物理學來說,籠統地概括為光是能量。毋庸置疑,世間萬物都是由能量組成的,但是能量是由什麼組成的?它是不是屬於物質?
  • 兩塊磁鐵之間的磁力靠什麼粒子傳遞?
    磁鐵的磁力屬於靜磁力,也是電磁力的一種極限存在形式。所以說兩塊磁鐵之間是通過交換光子來實現磁力的傳遞的。看到這個結論很多同學可能會覺得不可思議,磁場要考光子傳遞力,為何我們使用兩塊磁鐵相互作用時沒有看到光線呢?
  • 兩塊磁鐵之間,相吸或相斥的磁力是靠什麼粒子來傳遞?
    兩塊相距很近的磁鐵之間,靠磁力場傳遞相互吸引或相互排斥作用的,磁力屬於電磁力,傳遞電磁力的媒介粒子是暗光子。而暗光子可分為左旋和右旋兩種,分別傳遞電磁引力或電磁斥力。並且會很快衰變為左右旋的虛光子。  從宏觀的角度來看,兩塊磁鐵雖然沒有直接接觸,但因磁鐵周圍存在磁場,它們之間是靠電磁場進行相互吸引或相互排斥作用的。
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  • 磁鐵可以吸引鐵,它是靠什麼傳遞「吸力」的?
    按照強弱排序分別是:強相互作用力,電磁力,弱力,以及引力。強弱相互作用力作用在微觀粒子上,宏觀世界最常見的力就是引力和電磁力。除了引力,其他三種力都有傳遞相互作用的傳播子。引力很特殊,目前還沒有找到引力子,但是可以通過時空彎曲解釋引力產生的本質。
  • 光子跑得那麼快,想慢都慢不下來,它的能量從何而來?
    而從質速關係方程中,我們又可以得知另外一個事實,那就是沒有靜止質量的物體,會始終以恆定的光速運行。因為如果一個物體不具有靜止質量,那麼只要它的速度不是光速,那麼它的動質量就會為零,這也就意味著它的能量為零。
  • 量子的本質特徵--微觀粒子間能量交換是不連續的
    那麼什麼是&34;呢?不同的人有不同的答案。我們認為:&34;的本質反映的是微觀粒子間能量交換是不連續的、微觀粒子具有的動量能量是可量化的。由於光子不帶電,所以磁場和電場都不會改變光子的運動軌跡,實驗表明,改變光子原來的運動軌跡的方式主要有兩種:一種是引力作用(光子沒有與宏觀物質直接接觸,如光通過窄縫或者小孔後發生偏轉,光在星系引力作用下發生偏轉),另一種是光子與原子的碰撞作用(光子與宏觀物質直接接觸,如光子與鏡面作用產生的反射現象、光通過稜鏡時的折射現象等)。
  • 光有質量和能量麼?為什麼那麼快?
    量化的電磁場——光子包含電磁場。更準確地說,光子是整個電磁場中的量化波動。這樣,光子能夠與電荷相互作用。帶電粒子可以產生光子,破壞光子和散射光子。同樣,光子可以在帶電粒子上施加力。此外,光子服從量子場論的原理和方程。動能——這是光因其運動而產生的能量。
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    為什麼「事物」會發生?又為什麼「事物」會如他們應該的樣子發生?讓我們嘗試一步一步地去了解它們是由什麼組成的。你是物質,物質又由分子組成,分子又由原子組成,而它們都是由基本粒子組成。但是,如果基本粒子已經是以最小的東西存在著,它們又由什麼組成?為了回答這個簡單的問題,我們從最簡單的開始,先讓我們把宇宙清空,沒有物質,反物質,輻射,粒子和任何東西。
  • 光沒有的動力,速度如何達到30萬km/s?科學家:光不快是萬物慢了
    我們不應該問光速為什麼快,應該反過來問物質為什麼慢?例如:磁鐵同斥異吸,為電磁力,本質是粒子之間交換光子所產生的力,而膠子的相互作用強於電磁力,於是宇宙中才有了原子核,我們把膠子的相互作用稱之為強相互作用(強力),因為它比電磁力強。
  • 光子的靜止質量為零,為什麼還能被黑洞吸引?
    可惜的是當時牛頓並不知道引力的本質是什麼,它又是如何產生的。按照萬有引力的定義,我們可以得出,引力的作用效果是瞬間產生的,也就是說:引力是超距作用的。但是包括牛頓本人都對這個結論感到不滿意。但又找不到更合適的理論來取代它。
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    為什麼會這樣?量子分析光速無法超越從微觀態分析,根據老愛質能等價方程E=mc^2,我們可以知道質量只是能量的一種形態。按牛頓的話來說,質量是物體具有的慣性,這種慣性可以在一定程度上組織物體運動狀態發生改變。說來說去不就是能量嘛,物體具有一種能量,類似於「內能」,如果沒有足夠能量,或者足夠的力對它做功,那麼你就無法改變它。
  • 光的科學——宇宙的心跳,定義了一切!
    我們不僅看到了它,而且除了它什麼也沒看到。「看見」的定義是與電磁波相互作用,光子擊中我們的眼睛。光線是分散的,不同的波長表現出不同的顏色,我們看到的一切都是光的表達。 如果我們把光廣義地定義為電磁波譜上的每一種輻射,那麼我們能看到的光就更多了。我們的眼睛是一套探測器,可以探測電磁波,但只能探測到特定波長範圍內的電磁波。其他的波長的波可以藉助儀器「看到」。