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黑體輻射古典物理 在 量子現象【觀念】黑體輻射(1/2):熱輻射(選修物理Ⅴ) 的推薦與評價
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黑體輻射古典物理 在 Re: [問題] 高中彩虹光譜- 看板Physics 的推薦與評價
※ 引述《x94jo3 (霹靂卡霹靂啦啦)》之銘言:
: 在高中講義中寫
: 在地球上觀察到的太陽光為吸收光譜
: 請問那在地球上觀察到的彩虹是屬於吸收光譜嗎?
: 因為講義分成兩大類
: 1. 發射光譜:連續、帶狀、線狀
: 2.吸收光譜
: 還是吸收光譜中也有連續光譜?
霹靂兄找到的這組回答很有問題.
因為表面上是物理, 但最後在拼國文唬爛的程度. XD
我們從大考中心所回覆的「黑體輻射由電荷加速產生」這句話開始.
連推文裡面的圖片一起來說明這題「意見回覆」的說法有多離譜.
首先, 黑體輻射不是什麼電子加速的結果.
黑體輻射屬於古典量子力學的範圍, 有它才有古典量力.
我們說, 古典量力是量子電動力學出現之前的時代...
那個時代的物理學家, 對於黑體輻射就有趨近一致的認知了.
黑體輻射是能量量子化之後, 熱平衡所呈現的統計特性.
而且呢, 古典的量子力學絕口不提電子在軌道上加速這種觀念.
總之黑體輻射的來源是熱, 不是電子加速, 這是從物理史學的觀點.
再反過來, 如果黑體輻射要靠電子加速才會發生.
世界上所有的生物早就死光了...
因為一部分是被自己電死的, 另一部分是 beta particle 中毒.
你去摸一個黑體輻射源會被電到嗎? 不會嘛... 被燙到的機會還比較大.
不會電人的東西, 然後説它充滿了加速電子, 這可能嗎?
電子可是生活中最敏感的粒子, 靜電都會想辦法電你了, 何況加速的.
至於為什麼黑體輻射沒辦法用電子加速來解釋, 還有更深刻的物理意義.
想像一組 radio frequency 的電磁波, 就說 100kHz 好了.
產生這組電磁波就需要電子用 100kHz 的頻率晃動.
這種等級的震盪在自然界中還有機會看到.
那麼微波波段呢? 1GHz 好了, 這種震盪就有點難找了.
再來, 遠紅外線呢? 1THz.
找一種帶電物質可以承受一秒鐘 1,000,000,000,000 的震盪...
這個難題把一百年前的物理學家們通通難倒了.
偏偏黑體輻射的結果跟大家說, 遠紅外線只是基本款, 連人體都做得到.
人體裡有什麼咚咚一秒鐘震盪 1,000,000,000,000 不會壞的?
夠難了吧, 而且還要有證據!
好不容易湊出一個解釋: 好, 電子繞原子核運動, 這個解釋有機會.
物理學家接著問: 這些頻率之間的強度所具有的分佈要怎麼解釋?
就是說每一個 THz 震盪子, 要分配三個 GHz 加四個 kHz 諸如之類的.
然後這些震盪子還要想一套方案跟溫度連動, 並且能自動分配配額.
上面就是講: 「用電子加速想像黑體輻射, 會出現哪些問題? 」
所以後來就有量子力學啦, 用能階解釋黑體輻射.
黑體輻射假設「能量會量子化」, 這是什麼? 就是能階的古典版.
不然根本沒辦法解釋高頻輻射所需要的電子運動從哪裡來.
我還可以跟你說, 凡是短於紅外光的波段都沒有泛用的電子運動發光理論.
除了少數像同步輻射這種特例, 其他都是用能階解釋, 不是電子運動.
所有的人造光源, 雷射, 白熾燈, LED...
自然光源, 譬如燭火, 日光, 星光... 等等.
只要你用眼睛看得到的光, 人類幾乎都不知道怎麼用電子運動加以解釋.
結果大考中心回答: 「連續光譜屬於黑體輻射(由電荷加速產生). 」
那現在你對「黑體輻射由電荷加速產生」有什麼想法?
我們還可以再討論「連續光譜屬於黑體輻射」這前半句話的問題. -.-
拿一盞氙燈出來, 這也是連續光譜, 但是絕對不像黑體.
所以我寧可相信這是一時筆誤前後寫顛倒.
不然出這份考題的傢伙, 程度真是太離譜了.
而且這世界上的光譜不是只有連續光譜, 吸收光譜跟發射光譜三大類.
譬如我找來一個二倍頻光學元件, 你說它要算成哪一類?
(中文維基很狡猾地把這類頻譜寫成「散射光譜」. :D)
生物體就有很多非線性光學, 都不在這三類裡頭...
然後大考中心認為生物體沒辦法做頻譜分析嗎? 明明就做翻了.
因此這些分類只是概念, 沒有非 A 非 B 則必然是 C 的定律.
那句「太陽光頻譜圖不是連續也不是發射, 所以必然是吸收」太蠢了.
最後, 根據大考中心把「只要含有暗線的頻譜圖都算是吸收光譜」而言.
我跟你說, 以這種分類, 世界上根本不存在其他頻譜, 通通都是吸收光譜.
不信你去查鐵的發射光譜... 看它有多少暗線. -.-
真是誤人子弟. XD
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新詩練習:新鮮。踩破初春裡的狗大便;不經意的滄桑,滿溢著嫩黃的喜悅。
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