特定能量表現在光子上即是光子擁有特定的波長和頻率。光子主要是電子能級躍遷過程中產生的,當原子的核外電子從高能級向低能級躍遷時就會釋放特定能量的光子,光子能量等于完成電子躍遷的兩個能級軌道的能量差,別以為只有帶電粒子能產生光子,事實上根據理論不參與電磁相互作用的暗物質湮滅時也能產生光子,當然,目前認為它們同樣會處在高能的伽馬射線頻段。
1、無論什么光源發出的光,光子都是一樣的嗎?你怎么看?
不一樣啊,根據不同的發光光源,發射光子的頻率是不一樣的,它們唯一共同點是都是自旋為1,傳播電磁相互作用的媒介粒子。光子主要是電子能級躍遷過程中產生的,當原子的核外電子從高能級向低能級躍遷時就會釋放特定能量的光子,光子能量等于完成電子躍遷的兩個能級軌道的能量差,而特定能量表現在光子上即是光子擁有特定的波長和頻率。
由于光子是核外電子能級躍遷造成的,而不同元素的核外電子能級軌道是確定的,軌道能級能量差也是確定的,因此,不同元素就會發射和吸收特定波長的光子來完成能級躍遷,其表現就是它會發射和吸收的光子頻率是固定的,這也是光譜分析的根本依據。只要分析特定光譜,就能確定它是由何種元素產生的,這就是為什么我們在地球上就能知道同樣上存在哪些元素。
雖然光子是電磁相互作用的媒介粒子,但它并非只能由電子能級躍遷產生,還可以通過正反物質湮滅產生,比如正反電子湮滅,由于一般正反物質本身的能量值就極高,所以正反物質湮滅所產生的光子能量也極高,基本都在伽馬射線頻率以上,比如靜止質量比較低的電子的能量值就達到511keV,也就是它湮滅產生的光子至少具有511keV的能量,這已經是伽馬射線波段了。
而事實上即使同樣是正反電子湮滅,它們湮滅時具有的動能不一樣,產生的伽馬光子頻率也不一樣,動能越高,產生的伽馬光子能量就越高,頻率也越高,別以為只有帶電粒子能產生光子,事實上根據理論不參與電磁相互作用的暗物質湮滅時也能產生光子,當然,目前認為它們同樣會處在高能的伽馬射線頻段。這也是我國發射的號暗物質探測衛星所要探測的高能宇宙射線之一。