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物质的质量和能量 在重新考查了物质的结构、运动和力的观念以 fef ，我们不妨再来分析物理学中的两个重要的基本概念——质量和能量，从而进一步认识物质的两个基本属性——力和运动。 物质的质量、能量及其相互关系 在普通物理学中，质量的概念是这样定义的：描写物质属性的物理量，物体具有产生引力作用和感受引力作用的属性。牛顿在17世纪发现的万有引力定律就是反映这一属性的规律。万有引力定律的表示式中的m1和m2，就是相互作用的两个物体分别具有产生引力作用并能感受引力作用大小的量度，叫做引力质量。通常用天平、其它各种秤称量出来的物体的质量，实际上就是根据万有引力定律求出的该物体的引力质量。物体具有保持原有运动状态的属性——惯性。牛顿第二运动定律的表示式F=ma中的m，就是量度物体平动惯性大小的，叫惯性质量。 引力质量和惯性质量，是物体所具有的两种不同属性的量度。从万有引力定律和牛顿第二定律可以证明物体的引力质量和惯性质量成正比关系。如果把引力质量和惯性质量各选适当的单位，且把自由落体的加速度g定义为g=G..M地/R2,式中R为地球的半径，则物体的惯性质量在数值上等于该物体的引力质量。正是这个原因，我们便可以对这两种质量不加区分，而统称为质量。 在牛顿力学中，物体的质量是一个恒定的不变量。在相对论力学中，质量并不是常数，而是与运动有关的，物体的质量与速度的关系式为m=m0/(1-v2/c2)1/2，式中m 光是物质 光的属性 在现实生活中,人们对光有着特殊的依赖性。由于有了光,人们才可以去认知绚丽多彩的物质世界;由于有了光,人们才可以欣赏到自然风光中那多变的造型;也正是有了光,人们才可以从事生产劳动和社会实践活动。光让物质世界显现出空间结构,给画面的物像以造型及气氛。而对于摄影师来说光既是一种不可缺少的物质条件又是一种重要的造型手段。摄像师只有对光有了充分的认识、理解和掌握,才能更好的去运用它,创作出优秀的影视艺术作品来。 光,是一种物质,它主要来自于太阳的辐射能。光是电磁波的一种,具有波和粒子的性质。它的传播形式是波长,以波浪形式进行。光在传播过程中,遇到不同性质的介质时会发生反射、投射、折射、衍射、吸收等现象。光包括无线电波、红外线、紫外线、X 射线、γ射线、可见光等,而红外线、紫外线、可见光等电磁波被称为"光波"。其中,人眼所能见到的光波范围,只是太阳辐射到地球表面全部辐射波段的一小部分,主要局限在380～760nm( 毫微米 )之间的可见光波部分。红外线和紫外线不能引起人的视觉,属不可见光部分。我们下面所讲的主要是能被人所感知的可见光部分。 回答 光其实就是波谱 光目录[隐藏] 世界上的黑光 光的科学解释 光的研究历史 光的辞典解释和释义 超光速 关于光的成语 夜空中的光 [编辑本段]世界上的黑光 世界上有黑色的光吗？这个问题很奇怪，如果你去问任何一个物理老师，可以得到这样的回答：“黑色仅是物体吸收所有光线后，人眼得不到光的信息而产生的。” 黑色是物体吸收所有的可见光所表现出来的颜色，所谓的“黑光”，其实就是物体反射光弱。人的眼睛能看见的光波波长为760nm～390nm，从波长较长到波长较短，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，如果我们看见的光都是单一波长的光，那么它一定是以上颜色中的一种。 如果我们同时看到了来自同一个点的两种以上不同波长的光（特别注意，要同一个点发出的两种以上的光才行），我们的眼睛或神经系统就会感觉看到了另外的颜色，例如同时看到红色和绿色，我们就认为那是黄色，如果同时看到红色和蓝色，我们会感觉看到了紫色，如果同时看到绿色和和蓝色，则感觉看到青色，如果同时看到红色和黄色，则感觉看到橙色。如果我们同时看到红、绿、蓝三种颜色，则我们的感觉就是白色。如果同时看到前面所说的七种颜色，也会感觉看到白色。如果7种颜色都有，但是红色、橙色、黄色部分的亮度更亮一些，则我们看到的是暖白色，而如果青色、兰色、紫色部分亮一些，则看到的是冷白色。如果我们什么光都没看到，则我们感觉那是黑色。但是真正什么光也没有的场合，除了漆黑的夜晚或黑屋子里以外都是很少的，那么我们还会在什么场合下看到黑色呢？当我们看到一个物体，从它发出的光（包括它自己发出的或反射的）很微弱，比周围物体发出的都微弱，我们就会觉得这个东西比较黑；那么为什么还会有东西又黑又亮呢？这涉及到物体的微观结构。当一个物体本身是黑色（反光能力比较弱），但是它的表面很光滑，光线在上面会发生镜面反射的时候，我们就会感觉它很亮，因为虽然它反光很弱，但是它的反光集中到一个方向，当我们正好在那个方向看它时，就会觉得它很白很亮，但是这只是它的一个小块区域的光反射到我们眼睛，而反射光没有进入我们眼睛的区域，它又是黑的，于是我们对这个物体的总体感觉是黑又亮。如果一个物体由很多细微颗粒组成，其中一些是白色，另外一些是黑色，那么我们看见这个物体就是灰色。如果其中一些是红色，另外一些是黑色，那么我们就会看到这个物体是酱红色。还有一些物体是透明的，如果它对各种不同的光有着相近的透过及反射能力 fef 则我们说这个透明物体为无色。总之，颜色是宏观物质所固有的属性，所有的宏观物质都有这种属性，如果物质反射或投射的光正好是可见光，我们可能会发现它是白色或彩色，但是如果它什么光都不反射，或者只反射可见光波段以外的波长，则这个物体在我们看来就是黑色的。 [编辑本段]光的科学解释 光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成。具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性[1]。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。 光的速度：光在真空中的速度为每秒30万千米（精确点就是c=299792458m/s）。, 极光人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。电磁波之可见光谱范围大约为390～760nm(10-9m)， 光分为人造光和自然光。 光源分冷光源和热光源； 光源：自身能够发光的物体称为光源。 冷光源：指发光不发热（或发很低温度的热）。如萤火虫等； 热光源：指发光发热（必须是发高温度的热）。如太阳等； 有实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。 光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。 光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准，并且约定光速严格等于299,792,458米/秒，此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来，随着实验精度的不断提高，光速的数值有所改变，米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程,光速用“c”来表示。 光是地球生命的来源之一。光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。光是信息的理想载体或传播媒质。 据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少90％以上通过眼睛…… 当一束光投射到物体上时，会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。 光线在均匀同等介质中沿直线传播。 光波，包括红外线，它们的波长比微波更短，频率更高，因此，从电通信中的微波通信向光通信方向发展，是一种自然的也是一种必然的趋势。 普通光：一般情况下，光由许多光子组成，在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中，光子与光子之间，毫无关联，即波长不一样、相位不一样，偏振方向不一样、传播方向不一样，就象是一支无组织、无纪律的光子部队，各光子都是散兵游勇，不能做到行动一致。 光反射时，反射角等于入射角，在同一平面，位于法线两边，且光路可逆行。 光线从一种介质斜射入另一种介质中，会产生折射。如果射入的介质密度大于原本光线所在介质密度，则折射角小于入射角。反之，若小于，则折射角大于入射角。但入射角为0，则无论如何，折射角为零，不产生折射。但光折射还在同种不均匀介质中产生，理论上可以从一个方向射入不产生折射，但因为分不清界线且一般分好几个层次又不是平面，故无论如何看都会产生折射。如从在岸上看平静的湖水的底 fef 属于第一种折射，但看见海市蜃楼属于第二种折射。凸透镜凹透镜这两种常见镜片所产生效果就是因为第一种折射。 激光——光学的新天地 激光光束中，所有光子都是相互关联的，即它们的频率（或波长）一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。激光就好像是一支纪律严明的光子部队，行动一致，因而有着极强的战斗力。这就是为什么许多事情激光能做，而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因。 光的种类 光源可以分为三种。 第一种是热效应产生的光，太阳光就是很好的例子，此外蜡烛等物品也都一样，此类光随着温度的变化会改变颜色。 第二种是原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩，所以彩色拍摄时我们需要进行相应的补正。 第三种是synchrotron发光，同时携带有强大的能量，原子炉发的光就是这种，但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会，所以记住前两种就足够了。 光的色散 复色光分解为单色光的现象叫光的色散．牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现. 白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。 色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。 dispersion of light 介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时，介质对不同波长的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分离。1672年，牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带，这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn／dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。 复色光分解为单色光而形成光谱的现象．让一束白光射到玻璃棱镜上，光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带，其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色，靠近底边的一端是紫色，中间依次是橙黄绿蓝靛，这样的光带叫光谱．光谱中每一种色光不能再分解出其他色光，称它为单色光．由单色光混合而成的光叫复色光．自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光．在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收。如果物体是透明的，还有一部分透过物体。不同物体，对不同颜色的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。 光的实质：原子核外电子得到能量 跃迁到更高的轨道上 这个轨道不稳定 还要跃迁回来 跃迁回来释放出的就是一个光子 就是以光的形式向外发出能量 跃迁的能级不同 释放出来的能量不同 光子的波长就不同 光的颜色就不一样了 光到底是什么？是一个值得研究，和必需研究的问题。当今物理学院就已经又达到了一个瓶颈，即相对论与量子论的冲突，光的本质是基本微粒还是行声音一样的波（若是波又在什么介质中传播）对未来研究具有指导性作用。 [编辑本段]光的研究历史 fef 光学和力学一样，在古希腊时代就受到注意，光的反射定律早在欧几里得时代已经闻名，但在自然科学与宗教分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎再没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。 十七世纪，对这个问题已经开始存在“波动学说”和“粒子学说”两种声音：荷兰物理学家惠更斯在1690年出版的《光论》一书中提出了光的波动说，推导出了光的反射和折射定律，圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因，同时还解释了光进入冰时所产生的双折射现象；而英国物理学家牛顿则坚持光的微粒说，在1704年出版的《光学》一书中他提出，发光物体发射出以直线运动的微粒子，微粒子流冲击视网膜就引起视觉，这也能解释光的折射与反射，甚至经过修改也能解释格里马尔迪发现的“衍射”现象。 十九世纪，英国物理学家麦克斯韦引入位移电流的概念，建立了是电磁学的基本方程，创立了光的电磁学说，通过证明电微波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度，从而推导出光和电磁波在本质上是相同的，即光是一定波长的电磁波。 二十世纪，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。1905年美国物理学家爱因斯坦提出了著名的光电效应，认为紫外线在照射物体表面时，会将能量传给表面电子，使之摆脱原子核的束缚，从表面释放出来，因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子。1925年，法国物理学家德布罗意又提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所以的物体都既是波又是粒子，随后德国著名物理学家普朗克等数位科学家建立了量子物理学说，将人类对物质属性的理解完全展拓了。 综上所述，光的本质应该认为是“光子”，它具有波粒二相性。所以光既是一种波，又是由一个个光子所构成，不过作为一种独特物质，它的波动性还是占主要方面。同时光具有动态质量，根据爱因斯坦质能方程可算出其质量。 [编辑本段]光的辞典解释和释义 【guāng】 光 light；ray；honor；merely；naked；scenery；smooth； 光guāng 〈名〉 (1) (会意。甲骨文字形,“从火,在人上”。本义:光芒,光亮) (2) 同本义 [light;ray] 光,明也。――《说文》 光,晃也,晃晃然也。亦言广也,所照广远也。――《释名·释天》 与日月兮齐光。――《楚辞·九歌·云中君》 能游冥冥者与日月同光。――《淮南子·俶真》 日月淑清而扬光。――《淮南子·本经》 国之光。――《易·观》 夜未央,庭燎之光。――《诗·小雅·庭燎》 推此志也,虽与日月争光可也。――《史记·屈原列传》 光远而自他有耀者也。――《左传·庄公二十二年》 光明之耀也。――《国语·晋语》 容光必照焉。――《孟子》 山有小口,仿佛若有光。――晋·陶渊明《桃花源记》 有红光一缕起土桥,直射城西。――清·邵长蘅《阎典史传》 (3) 又如:阳光;灯光;反光(反射的光线);色光(带颜色的光);晨光(清晨的太阳光);曙光(清晨的日光);光晃(光芒闪烁) (4) 色泽;光彩 [color and luster] 妾有绣腰襦,葳蕤自生光。――《玉台新咏·古诗为焦仲卿妻作》 蛾脸不舒,中袖无光。――唐·李朝威《柳毅传》 (5) 又如:丝光;油光(光亮润泽);光色(光彩色泽);砑光 (6) 荣耀;昭著 [honor;glory] 邦家之光。――《诗·齐风·南山有台》 连 fef 我脸色都无光了。――《儒林外史》 士之处世,而望名誉之光,道德之行,难已。――唐·韩愈《原毁》 (7) 又如:为国争光;沾光;光宠(光荣;增光);光国(为国争光);光天(光辉达于天下);光隆(光辉隆盛);光烂(光辉明亮);光晶(光辉);光赫(光辉显赫) (8) 光阴,时光 [time] 始屏忧以愉思,乐兹情于寸光。――南朝宋·鲍照《观漏赋》 (9) 又如:寸光(短暂的光阴);光阴荏苒(时光一天一天地逝去。荏苒:[时间]渐渐过去);光景如梭(光阴如梭。形容时间过得很快);光阴拈指(阳光在弹指间逝去。形容时间过得很快) (10) 景色 [scenery] 上下天光,一碧万顷。――宋·范仲淹《岳阳楼记》 (11) 又如:风光;山光 (12) 恩慧;好处 [favor]。如:叨光;沾光;借光 (13) 特指日、月、星辰等天体 [sun,moon,star]。如:光岳(天地。光:星辰。岳:河山) (14) 称人来访的敬词 [grace the occasion with sb.'s presence] 四位老先生,今日光顾小园,老夫有何德能?――明·桑绍良《独乐园司马入桐》 光 guāng (1) 光明,明亮 [bright] 宝剑直千金,被服光且鲜。――三国蜀·曹植《名都篇》 (2) 又如:光净(明亮洁净);光朗朗(光亮);光眼(大而有神的眼);光灯(明亮的灯火);光润(光亮润泽) (3) 光 guāng ㄍㄨㄤˉ (1) 太阳、火、电等放射出来耀人眼睛，使人感到明亮，能看见物体的那种东西：阳～。月～。火～。～华（明亮的光辉）。 (2) 荣誉：～临（敬辞，意含宾客来临给主人带来光彩）。～顾。～复。 (3) 使显赫：～大。～宗耀祖。 (4) 景物：春～明媚。 (5) 光滑：～滑。～洁。～泽。 (6) 完了，一点不剩：杀～烧～。吃～用～。 (7) 露着：～膀子。 (8) 单，只：～剩下一口气。 (9) 姓。 郑码：KOGR，U：5149，GBK：B9E2 笔画数：6，部首：儿，笔顺编号：243135 light；ray；honor；merely；naked；scenery；smooth； 光 ①明亮。《素问·移精变气》：“余欲临病人，观死生，决嫌疑，欲知其要，如日月之光。” ②显露，揭示。《素问·王冰序》：“君臣请问，礼仪乖失者，考校尊卑，增益已光其意。” ③光大。《灵枢·根结》：“调阴与阳，精气乃光。” 光是现在的艺术者所追求了解的物质，没有光就没有眼睛看见的物体。所以光在艺术的参与是很重要的一部分。 [编辑本段]超光速 超光速(faster-than-light, FTL或称superluminality)会成为一个讨论题目，源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论限制，光速成为许多场合下速率的上限值。在此之前的牛顿力学并未对超光速的速度作出限制。而在相对论中，运动速度和物体的其它性质，如质量甚至它所在参考系的时间流逝等，密切相关，速度低于（真空中）光速的物体如果要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量，而且它所感受到的时间流逝甚至会停止（如果超过光速则会出现“时间倒流”），所以理论上来说达到或超过光速是不可能的（至于光子，那是因为它们永远处于光速，而不是从低于光速增加到光速）。但也因此使得物理学家（以及普通大众）对于一些“看似”超光速的物理现象特别感兴趣。 经现在研究表明已有超光速速度——某些恒星爆炸抛射碎片，其碎片运动速度已超过光速， fef 因此速度不固定有快有慢 学术界仍称光速为最快速度。 [编辑本段]关于光的成语 韬光养晦 光阴荏苒 光怪陆离 浮光掠影 鼠目寸光 风光旖旎 五光十色 光风霁月 吉光片羽 发扬光大 光明正大 凿壁偷光 波光粼粼 霁月光风 光明磊落 黯淡无光 光彩夺目 吉光凤羽 积厚流光 容光焕发 奇光异彩 和光同尘 湖光山色 旖旎风光 吉光片裘 八面见光 春光明媚 晨光熹微 暗淡无光 光阴似箭 目光炯炯 满面红光 养晦韬光 油光可鉴 浮光跃金 一寸光阴一寸金 一扫而光 目光如豆 韬光隐晦 光天化日 目光如炬 正大光明 光宗耀祖 珠光宝气 山光水色 电光石火 煦色韶光 回光返照 德厚流光 刀光剑影 光前裕后 辉光日新 流光瞬息 光芒万丈 穿壁引光 韬光韫玉 浮光掠影 东壁余光 光彩溢目 晖光日新 鲁殿灵光 晦迹韬光 光辉灿烂 陆离光怪 霞光万道 韬曜含光 韬光晦迹 掠影浮光 流光易逝 一而光 风光月霁 石火光阴 刮垢磨光 光华夺目 光复旧物 波光鳞鳞 光车骏马 无私之光 水色山光 浑俗和光 光可鉴人 光前启后 韬光用晦 目光如鼠 日月重光 光彩陆离 谦尊而光 漏洩春光 迅电流光 余光分人 裕后光前 韬光敛彩 明光锃亮 光彩耀目 光阴如箭 赫赫之光 回光返照 驹光过隙 光采夺目 石火电光 明光烁亮 零光片羽 日月无光 春光漏泄 火光烛天 阐扬光大 韬光俟奋 漏泄春光 鲁灵光殿 混俗和光 光前绝后 潜光匿曜 明光铮亮 潜光隐耀 油光晶亮 电光朝露 眼光如豆 水光山色 十光五色 光前绝后 光焰万丈 重光累洽 金光盖地 弢迹匿光 韬光隐迹 血光之灾 游光扬声 敛锷韬光 刀光血影 扯空砑光 珠光寳气 绝后光前 夜光之璧 星灭光离 韬光敛迹 片光零羽 潜光隐德 化日光天 油光水滑 暮景残光 绝后光前 磊落光明 返照回光 油头光棍 韬光灭迹 光彩耀目、光彩溢目 光车骏马、光风霁月、光复旧物、光怪陆离、光华夺目 光辉灿烂 光可鉴人 光芒万丈光明磊落 光前启后 光前裕后 光天化日 光焰万丈 光阴荏苒 光阴如箭 光阴似箭 波光粼粼、波光鳞鳞、晨光熹微、春光漏泄、春光明媚 刀光血影 电光朝露 电光石火 风光月霁 浮光掠影 浮光略影 浮光跃金 和光同尘 湖光山色 晖光日新 辉光日新 回光反照 回光返照 火光烛天 吉光凤羽 吉光片裘 吉光片羽 金光盖地 驹光过隙 零光片羽 流光瞬息 流光易逝 明光烁亮 明光锃亮 明光铮亮 目光炯炯 目光如豆、目光如炬 片光零羽 奇光异彩 潜光匿曜 潜光隐德 潜光隐耀 容光焕发 山光水色 水光山色 韬光敛迹 韬光灭迹 韬光俟奋 韬光养晦、韬光隐晦 韬光隐迹 韬光用晦 韬光韫玉 霞光万道 血光之灾 油光晶亮 油光可鉴 珠光宝气 阐扬光大 暗淡无光 黯淡无光 八面见光 扯空砑光 穿壁引光 德厚流光 东壁余光 刮垢磨光 赫赫之光 浑俗和光 混俗和光 积厚流光 敛锷韬光 漏泄春光 漏泄春光 暮景残光 谦尊而光、 日月重光 弢迹匿光 韬曜含光 煦色韶光 迅电流光、养晦韬光、一扫而光 |
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