第 2 日(三) 量子宝贝是如何诞生的 —— 诞生的过程和意义是什么?
一、“量子”诞生的背景
“量子”是在20世纪初诞生的, 她是在物理学家 对热辐射的研究中诞生并完善的。
A 什么是热辐射?
“热辐射”是说, 任何具有温度的物体, 都有一定频率的电磁波辐射出来。 就是说 所有物体都会发射电磁波。 这是因为任何物体的分子, 都包含着带电粒子, 因此分子的运动, 会导致物体向外发射电磁波。 这种电磁辐射 因为与热度有关,故称为“热辐射”。 物体所发出的热辐射, 具有连续的“能谱”, 但所发射的能量及波长的分布, 是会随温度的变化而变化的。 一般来讲, 温度越高,发射的能量越大, 发射的电磁波波长越短。
温度在800K*以下的 物体所发出的电磁波, 一般都在‘红外区域’, 这种电磁波仅仅有热效应。 只有在温度进一步提高时, 人眼才能看到它们所发出的光。
*注:800K 中的K 是开尔文(Kelvin)的意思, Kelvin是温度的计量单位。 其创立者是英国开尔文勋爵。

英国数学开尔文勋爵(1824-1907年)
1848年开尔文勋爵在其论文《关于一种绝对温标》 中写道,需要一种以“绝对的冷” (绝对零度)作为零点的温标。 开尔文用当时的空气温度计测算出 绝对零度等于−273 °C。 零K表示我们平时说的绝对零度-273.15摄氏度; 1K=-272.15摄氏度。
根据动力学理论, 当温度在‘绝对零度’时, 气体分子的动能为零。 但是根据热力学定律, 一般物体是不会处于绝对0度的。 所以可以说, 常态之下的物体都会有电磁波的辐射。 科学上常用一幅图来形象地表示电磁辐射。

电磁辐射的范围很广, 从无线电波、红外线,到可见光、紫外线、X射线等。

0k78.com 如图所示,描述‘波’要用到3个概念:
速度( c ,实际代表光速;经典物理速度符号是 v),
波长(λ兰姆达)和 频率(f)。
频率,一般用f表示。 但是在量子物理中,也用希腊字母ν表示 (希腊字母ν是N的小写,中文音译:纽niu 。 这里的ν是第13个希腊字母。不是英文的V 噢。 若用f表示频率时,f是英语frequncy单词的第1个字母)

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波长为什么等于速度除以频率?
这要从这 3 个东西到底是什么玩意说起:如您所知,波长是一个波上下振动一次所经过的长度;速度表示运动的快慢(含方向),即,单位时间内(例如在1秒内),一个波(或一个物体),向一个方向运动所经过的距离,波(或物体)这样的运动本事,就叫这个波(或这个物体)的运动速度。 
现在让我们拿一个可爱的蜗牛来打比喻:一个蜗牛爬行的速度,是它在1秒内能缓慢地移动多少距离,蜗牛的这种运动本领就叫这只蜗牛的运动速度。【速度的单位可以用: 米每秒(符号m/s);千米每小时(km/h) 等来表示】

波的第3个概念是频率,
频率是一个‘波’的振动次数——把这句话说全了是:所谓一个波的频率是这个波在单位时间内所能振动的次数,现在让我们把‘波’的概念,换成一个物体,看看,那只不甘寂寞的蜗牛,正在向我们缓缓爬来,那只性情憨厚的蜗牛,不紧不慢地在一个凹凸不平的地上爬,凹凸一个挨一个,并且每个凹凸的大小都一样,如果这只蜗牛在1秒内,能爬上爬下地移动2个凹凸,这时我们可以说,蜗牛运行的频率是每秒2次(凹凸,读作‘洼突’)。那么,每个‘凹凸’的长度是多少呢?回答:凹凸长度(波长λ)=1秒内蜗牛爬的长度(速度v),除以每秒能爬几个‘凹凸’(频率f)。注:速度的符号是小写字母v,读音是英文字母的读音。朋友,若想真的了解其中的奥秘,请在阅读后,将蜗牛爬行的事在头脑中演示一遍,这样自然就会明白了。
Lambda(大写Λ,小写λ,是第11个希腊字母。 如果把电磁波的波速,比作您每秒钟要走的路, 那么可以把“波长”比作是您的“脚步的步辐”, “频率”比作每秒钟可以走的“步数”。 人若迈的步子小(波长短), 那么所走的步数就多(频率高), 如此推想,结果是波长和频率是成反比关系的。
在“电磁波”,也就是“电磁辐射”所发出的光中, 波长在0.7微米(μm)到0.4微米, 这一段的是可见的,叫可见光。
假若把金属加热到一定温度,就会发出红光, 再加热,就会渐次发出黄光、白光、紫光, 以及人们看不见的紫外线。 注:可见光 颜色的波长,从长到短依次为, 红->橙->黄->绿->青->蓝->紫 。 整个太阳光光谱完整覆盖(且超出)了 可见光光谱范围, 使得太阳光(在没有大气的情况下)呈白色。 至于人们在地上所看见的红日、蓝天等现象, 是由于大气层气体分子 对短波长光线所作散射的结果。未完待续
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