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光子和原子

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

光子和原子之间的区别

光子 vs. 原子

| mean_lifetime. 原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時,這個原子就是電中性的;否則,就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同,原子的類型也不同:質子數決定了該原子屬於哪一種元素,而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名(Atom)是從希臘語ἄτομος(atomos,“不可切分的”)轉化而來。很早以前,希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時,化學家發現了物理學的根據:對於某些物質,不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期,物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構,由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比,原子是一個極小的物體,其質量也很微小,以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子,例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核,其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素,可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化,即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級,或者稱為軌道。當它們吸收和放出​​中子的時候,中子也可以在不同能級之間跳躍,此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性,並且對中子的磁性有著很大的影響。.

之间光子和原子相似

光子和原子有(在联盟百科)44共同点: 动量势阱基本粒子原子核半衰期受激发射吉爾伯特·路易斯太阳尼尔斯·玻尔不确定性原理希腊语库仑定律强相互作用化学键化學玻色-爱因斯坦凝聚维尔纳·海森堡电子电离顯微鏡规范玻色子質子質能等價质量费米子能级阿尔伯特·爱因斯坦膠子自发发射...自旋電子伏特電磁力電荷電極化标准模型欧内斯特·卢瑟福正電子泡利不相容原理波函数波粒二象性法国激光普朗克常数 扩展索引 (14 更多) »

动量

在古典力学裏,动量(momentum)是物体的质量和速度的乘積。例如,一輛快速移動的重型卡車擁有很大的動量。若要使這重型卡車從零速度加速到移動速度,需要使到很大的作用力;若要使重型卡車從移動速度減速到零速度也需要使到很大的作用力。假若卡車能夠輕一點或移動速度能夠慢一點,則它的動量也會小一點。 动量在国际单位制中的单位为kg m s^。有關动量的更精确的量度的内容,请参见本页的动量的现代定义部分。 一般而言,一个物体的动量指的是这个物体在它运动方向上保持运动的趋势。动量实际上是牛顿第一定律的一个推论。 动量是个矢量。 动量是一个守恒量,这表示为在一个封闭系统内动量的总和不可改变。在经典力学中,动量守恒暗含在牛顿定律中,但在狭义相对论中依然成立,(广义)动量在电动力学、量子力学、量子场论、广义相对论中也成立。 勒内·笛卡儿认为宇宙中总的“运动的量”是保持守恒的,这里所说的“运动的量”被理解为“物体大小和速度的乘积”——但这不宜被解读为现代动量定律的表达方式,因为笛卡尔并没有把“质量”这个概念与物体“重量”和“大小”之间的关系区分开来,更重要的是他认为速率(标量)而不是速度(向量)是守恒的。因此对于笛卡尔来说:一个移动的物体从另一个表面弹回来的时候,该物体的方向发生了改变但速率没有发生改变,运动的量应该没有发生改变。.

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势阱

势阱(Potential well)是一个包围着势能局部极小点的邻域。被势阱捕获的能量无法转化为其它形式的能量(例如能量从重力势阱中逃脱转化为动能),因为它被势阱的局部极低点捕获。也正是因此,一个被势阱捕获的物体不能继续向全局势能最低处运动,即使它根据熵的原理自然地倾向于向全局最低点运动。 粒子在某力场中运动,势能函数曲线在空间的某一有限范围内势能最小,形如陷阱,称为势陷 就是电子的势能图像类似一个波的形状,那么当电子处于波谷,就好像处在一口井里,比较稳定,很难跑出来。所以称为势阱。不单单是量子力学里有这个势阱,任何形式的势只要具有这种样子,我们都可以称它有势阱,比如重力势阱。量子力学与经典物理的在这里有一个小小的差别,就是量子力学里,电子具有某些概率穿过势阱跑出来,称之为隧道效应。隧道电子显微镜就是利用这个原理。.

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基本粒子

在粒子物理学中,基本粒子是组成物质最基本的单位。其内部结构未知,所以也无法确认是否由其它更基本的粒子所组成 。随著物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也有所变化。目前在标準模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子。 我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认為是基本粒子,原子(atom)这个词来自希腊语中「不可切分的」。直到约1910年以前,原子的存在与否仍存在争议,一些物理学家认為物质是由能量所组成,而分子不过是数学上的一种猜想。之后,原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展,发现质子、中子、介子发现是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。.

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原子核

原子核(德语:Atomkern,英语:Atomic nucleus)是原子的组成部分,位于原子的中央,占有原子的大部分质量。組成原子核的有中子和質子。当周围有和其中质子等量的电子围绕时,构成的是原子。原子核極其渺小,如果将原子比作一座大廈,那麼原子核只有大廈裡的一張桌子那麼大。.

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半衰期

半衰期(Half-life)是指某種特定物質的浓度经过某种反应降低到剩下初始时一半所消耗的時間,半衰期是研究反应动力学的一个容易测定的重要参数,数学上可以证明,只有一级反应的半衰期是恒定的数值,且知悉一个一级反应的半衰期便可以计算出该反应的所有动力学参数,所以人们通常只关心一级反应的半衰期。常见的一级反应有:放射性核素的衰变、一级化学反应、药物在体内的吸收和代谢等。.

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受激发射

受激发射(Stimulated emission)是雷射的主要光源。受激发射的光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)縮寫就是“LASER”。受激发射概念是由阿尔伯特·爱因斯坦在他1917年發表的論文《關於輻射的量子理論》中提出的;大約10年後,英國著名物理學家、劍橋大學教授保羅·狄拉克首次實驗證明受激发射的存在。.

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吉爾伯特·路易斯

吉爾伯特·路易斯(Gilbert Lewis,英国皇家学会外籍院士)是一位美國物理化學家,以路易斯結構表示法而知名,這是一種用來表達分子上電子分布的結構圖。此外,他也是化學熱力學的建立者之一。並且於1926年,創造了「光子」(photon)一詞,用以表示輻射能的最小單位。路易斯成功地为热力学,光化学,和同位素分离做出了贡献,也因其酸和碱的概念而闻名。.

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太阳

太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱電漿與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1,392,000(1.392)公里,相當於地球直徑的109倍;質量大約是2千克(地球的333,000倍),約佔太陽系總質量的99.86% ,同時也是27,173,913.04347826(約2697.3萬)倍的月球質量。 从化學組成来看,太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2% 。 太陽的恆星光譜分類為G型主序星(G2V)。雖然它以肉眼來看是白色的,但因為在可见光的頻譜中以黃綠色的部分最為強烈,從地球表面觀看時,大氣層的散射使天空成為藍色,所以它呈現黃色,因而被非正式地稱為“黃矮星” 。 光譜分類標示中的G2表示其表面溫度大約是5778K(5505°C),V则表示太陽像其他大多數的恆星一樣,是一顆主序星,它的能量來自於氫融合成氦的核融合反應。太陽的核心每秒鐘聚变6.2億噸的氫。太陽一度被天文學家認為是一顆微小平凡的恆星,但因為銀河系內大部分的恆星都是紅矮星,現在認為太陽比85%的恆星都要明亮。太陽的絕對星等是 +4.83,但是由于其非常靠近地球,因此从地球上看来,它是天空中最亮的天體,視星等達到−26.74。太陽高溫的日冕持續的向太空中拓展,創造的太陽風延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的“氣泡”稱為太陽圈,是太陽系中最大的連續結構。 太陽目前正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系(最接近的一顆是紅矮星,被稱為比鄰星,距太阳大約4.2光年),太陽的質量在這些恆星中排在第四。 太陽在距離銀河中心24,000至26,000光年的距離上繞著銀河公轉,從銀河北極鳥瞰,太陽沿順時針軌道運行,大約2.25億至2.5億年遶行一周。由於銀河系在宇宙微波背景輻射(CMB)中以550公里/秒的速度朝向長蛇座的方向運動,这两个速度合成之后,太陽相對於CMB的速度是370公里/秒,朝向巨爵座或獅子座的方向運動。 地球圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的,每年1月離太陽最近(稱為近日點),7月最遠(稱為遠日點),平均距離是1.496億公里(天文学上稱這個距離為1天文單位) 。以平均距離算,光從太陽到地球大約需要经过8分19秒。太陽光中的能量通过光合作用等方式支持着地球上所有生物的生长 ,也支配了地球的氣候和天氣。人类從史前時代就一直認為太陽對地球有巨大影響,有許多文化將太陽當成神来崇拜。人类對太陽的正確科學認識進展得很慢,直到19世紀初期,傑出的科學家才對太陽的物質組成和能量來源有了一點認識。直至今日,人类对太阳的理解一直在不断进展中,还有大量有关太陽活动机制方面的未解之謎等待着人们来破解。 現今,太陽自恆星育嬰室誕生以來已經45億歲了,而現有的燃料預計還可以燃燒50億年之久。.

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尼尔斯·玻尔

尼尔斯·亨里克·达维德·玻尔(Niels Henrik David Bohr,),丹麦物理学家,1922年因“他對原子結構以及從原子發射出的輻射的研究”而榮获诺贝尔物理学奖。 玻尔發展出原子的玻尔模型。这一模型利用量子化的概念來合理地解释了氢原子的光谱。他还提出量子力学中的互补原理。20世纪20年代至30年代间量子力学及相关课题研究者的活动中心,哥本哈根大学的理论物理研究所(现名尼尔斯·玻尔研究所),也是由玻尔在1921年创办的。 20世纪30年代,玻尔积极帮助来自纳粹德国的流亡者。在纳粹德国占领丹麥后,玻尔与主持德国核武器开发计划的海森堡进行了一次著名会談。他在得知可能被德国人逮捕后,经由瑞典流亡至英国,並於該國参与了合金管工程。這是英国在曼哈顿计划中承擔的任務。战后,他呼吁各国就和平利用核能进行合作。他参与了欧洲核子研究组织及的创建,并于1957年成为的首任主席。为纪念玻尔,国际纯粹与应用化学联合会决定以他的名字命名107号元素,𨨏。.

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不确定性原理

在量子力學裏,不確定性原理(uncertainty principle,又譯測不準原理)表明,粒子的位置與動量不可同時被確定,位置的不確定性越小,則動量的不確定性越大,反之亦然。對於不同的案例,不確定性的內涵也不一樣,它可以是觀察者對於某種數量的信息的缺乏程度,也可以是對於某種數量的測量誤差大小,或者是一個系綜的類似製備的系統所具有的統計學擴散數值。 維爾納·海森堡於1927年發表論文《論量子理論運動學與力學的物理內涵》給出這原理的原本啟發式論述,希望能夠成功地定性分析與表述簡單量子實驗的物理性質。這原理又稱為「海森堡不确定性原理」。同年稍後,嚴格地數學表述出位置與動量的不確定性關係式。兩年後,又將肯納德的關係式加以推廣。 类似的不确定性關係式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。由於不確定性原理是量子力學的基要理論,很多一般實驗都時常會涉及到關於它的一些問題。有些實驗會特別檢驗這原理或類似的原理。例如,檢驗發生於超導系統或量子光學系統的「數字-相位不確定性原理」。對於不確定性原理的相關研究可以用來發展引力波干涉儀所需要的低噪聲科技。.

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希腊语

希臘語(Ελληνικά)是一种印歐語系的语言,广泛用于希臘、阿尔巴尼亚、塞浦路斯等国,与土耳其包括小亚细亚一帶的某些地区。 希臘语言元音发达,希臘人增添了元音字母。古希臘語原有26个字母,荷马时期后逐渐演变并确定为24个,一直沿用到現代希臘語中。后世希腊语使用的字母最早发源于爱奥尼亚地区(今土耳其西部沿海及希腊东部岛屿)。雅典于前405年正式采用之。.

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库仑定律

库仑定律(Coulomb's law),法国物理学家查尔斯·库仑於1785年发现,因而命名的一条物理学定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此,电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。庫侖定律闡明,在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比,作用力的方向在它们的连线上,同号电荷相斥,异号电荷相吸。.

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强相互作用

强相互作用是作用于强子之间的力,是所知四种宇宙间基本作用力最强的,也是作用距离第二短的(大约在 10-15 m 范围内,比弱交互作用的範圍大)。另外三种相互作用分别是引力、电磁力及弱相互作用。核子间的核力就是强相互作用。它抵抗了质子之间的强大的电磁力,维持了原子核的稳定。强相互作用也將夸克基本粒子結合成為質子及中子等強子,這也是組成大部份物質的粒子。而且一般質子或中子裡,大部份的質能是以强相互作用場能量的形式存在,夸克只提供了1%的質能。 强相互作用可以在二個地方看到:較大的尺度(約1至3飛米)下,强相互作用將質子及中子結合成為原子的原子核,較小的尺度(約0.8飛米,約為核子的尺寸)下,强相互作用將夸克結合,成為質子、中子或其他強子。强相互作用的作用力非常強,大到束縛一個夸克的能量可以轉換為新的夸克對的質量,强相互作用的這個性質稱為夸克禁閉。 强相互作用是唯一強度不會隨距離減小的作用力,但因為夸克禁閉,夸克會限制和其他夸克在一起,形成的強子之間會有殘留的强相互作用,也稱為核力,核力會隨距離而迅速減少。撞擊原子核釋放的部份束縛能和產生的核力有關,而核力也用在核能及核融合式的核武器中。 强相互作用一般認為是由膠子傳遞的,膠子會在夸克、反夸克及其他膠子之間交換。膠子會帶有色荷,色荷和人眼可見的顏色完全沒有關係,色荷類似電荷,但色荷有六種(紅、綠、藍、反紅、反綠、反藍),因此會形成不同的力,有不同的規則,在量子色動力學(QCD)中有描述,這也是夸克-膠子交互作用的基礎。吳秀蘭等科學家對膠子發現有很大貢獻的科學家,在1995年因此获得了欧洲物理学会髙能和粒子物理奖。 在大爆炸後,電弱時期時,電弱交互作用和强相互作用分離,統一弱交互作用和電磁交互作用的電弱統一理論已經獲得實驗證實。科學家進一步預期有一個大統一理論可以統一電弱交互作用及强相互作用,現今有許多是大統一理論的理論,第一個是哈沃德·乔吉和谢尔登·格拉肖于1974年提出了最早的SU(5)大统一理论,但和實驗不合,其他的理論有SO(10)模型、,但還沒有一個是廣為科學家接受,且有實驗證實的理論,而且許多大統一理論都預言質子衰變,但目前也還沒有實驗支持,大統一理論也還是未解決的物理學問題之一。.

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化学键

化學鍵(Chemical Bond)是一種粒子間的吸引力,其中粒子可以是原子或分子。透過化學鍵,粒子可組成多原子的化學物質。鍵由兩相反電荷間的電磁力引起,電荷可能來自電子和原子核,或由偶極子造成。化學鍵種類繁多,其能量大小、鍵長亦有所不同。 在原子中,帶負電、繞原子核運行的電子與核內帶正電的質子互相吸引,而位於兩原子核之間的電子則皆受兩方吸引。因此,原子核和電子間最穩定的組態,是當電子位處兩原子核間之時。這些電子使原子核能夠彼此相吸,形成所謂的化學鍵。然而,化學鍵並不能減少個別粒子所構成的體積。由於電子的質量較小且具有物質波性質,它們相較於原子核而言佔據了極大部分的體積,使原子核之間距離較遠。 一般而言,強化學鍵的形成伴隨著原子間電子的共用或轉移。分子、晶體、金屬和雙原子氣體,事實上幾乎生活中所有外在環境,都是由化學鍵所維繫而來;它決定了物質的結構。.

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化學

化學是一門研究物質的性質、組成、結構、以及变化规律的基礎自然科學。化學研究的對象涉及物質之間的相互關係,或物質和能量之間的關聯。傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化,即化學反應,又或者是一種物質變成另一種物質的過程。這些變化有時會需要使用電磁波,當中電磁波負責激發化學作用。不過有時化學都不一定要關於物質之間的反應。光譜學研究物質與光之間的關係,而這些關係並不涉及化學反應。准确的说,化学的研究范围是包括分子、离子、原子、原子团在内的核-电子体系。 「化學」一詞,若單從字面解釋就是「變化的學問」之意。化学主要研究的是化学物质互相作用的科学。化學如同物理皆為自然科學之基礎科學。很多人稱化學為「中心科學」,因為化學為部分科學學門的核心,連接物理概念及其他科學,如材料科學、纳米技术、生物化學等。 研究化學的學者稱為化學家。在化學家的概念中一切物質都是由原子或比原子更細小的物質組成,如電子、中子和質子。但化学反应都是以原子或原子团为最小结构进行的。若干原子通过某种方式结合起来可构成更复杂的结构,例如分子、離子或者晶體。 當代的化學已發展出許多不同的學門,通常每一位化學家只專精於其中一、兩門。在中學課程中的化學,化學家稱為普通化學(Allgemeine Chemie,General Chemistry,Chimie Générale)。普通化學是化學的導論。普通化學課程提供初學者入門簡單的概念,相較於專業學門領域而言,並不甚深入和精確,但普通化學提供化學家直觀、圖像化的思維方式。即使是專業化學家,仍用這些簡單概念來解釋和思考一些複雜的知識。.

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光通常指的是人類眼睛可以見的電磁波(可見光),視知覺就是對於可見光的知覺。可見光只是電磁波譜上的某一段頻譜,一般是定義為波長介於400至700奈(纳)米(nm)之間的電磁波,也就是波長比紫外線長,比紅外線短的電磁波。有些資料來源定義的可見光的波長範圍也有不同,較窄的有介於420至680nm,較寬的有介於380至800nm。 而有些非可見光也可以被稱為光,如紫外光、紅外光、x光。 光既是一种高频的电磁波,又是一種由称為光子的基本粒子組成的粒子流。因此光同时具有粒子性与波动性,或者说光具有“波粒二象性”。.

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玻色-爱因斯坦凝聚

#重定向 玻色–爱因斯坦凝聚.

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维尔纳·海森堡

维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg,),德国物理学家,量子力学创始人之一,“哥本哈根学派”代表性人物。1932年,海森堡因為“创立量子力学以及由此导致的氢的同素异形体的发现”而榮获诺贝尔物理学奖。 他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式(矩阵力学),提出了“不确定性原理”(又称“海森堡不确定性原理”)和S矩阵理论等。他的《量子论的物理学原理》是量子力学领域的一部經典著作。.

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电子

电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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电离

电离(Ionization),或称电离作用、離子化,是指在(物理性的)能量作用下,原子、分子在水溶液中或熔融状态下产生自由离子的过程。 電離大致可細分為兩種類型:一種連續電離(sequential ionization)和非連續電離(Non-sequential ionization)。在古典物理學中,只有連續電離可以發生。非連續電離則違反了若干物理定律,屬於量子電離。 例如:.

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顯微鏡

顯微鏡泛指將微小不可見或難見物品之影像放大,而能被肉眼或其他成像儀器觀察之工具。日常用語中之顯微鏡多指光學顯微鏡。放大倍率和清析度(聚焦)為顯微鏡重要因素。 显微镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。顯微鏡的類型有許多。最常見的(和第一個被發明的)是光學顯微鏡,其使用樣品的光圖像。其他主要的顯微鏡類型是電子顯微鏡(透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡),超顯微鏡,和各種類型的掃描探針顯微鏡。.

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规范玻色子

规范玻色子是传递基本相互作用的媒介粒子,它们的自旋都为整数,属于玻色子,它们在粒子物理学的标准模型内都是基本粒子。 规范玻色子包括:.

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質子

|magnetic_moment.

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質能等價

E.

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质量

在日常生活中的“重量”常常被用來表示“質量”,但是在科学上,这两个词表示物质不同的属性(参见质量对重量)。 在物理上,质量通常指物质在以下的三个实验上证明等价的属性之一:.

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费米子

在粒子物理學裏,费米子(fermion)是遵守费米-狄拉克统计的粒子。費米子包括所有夸克與輕子,任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子,所有重子與很多種原子與原子核都是費米子。術語費米子是由保羅·狄拉克給出,紀念恩里科·費米在這領域所作的傑出貢獻。 費米子可以是基本粒子,例如電子,或者是複合粒子,例如質子、中子。根據相對論性量子場論的自旋統計定理,自旋為整數的粒子是玻色子,自旋為半整數的粒子是費米子。除了這自旋性質以外,費米子的重子數與輕子數守恆。因此,時常被引述的「自旋統計關係」實際是一種「自旋統計量子數關係」。 根據費米-狄拉克統計,對於N個全同費米子,假設將其中任意兩個費米子交換,則由於描述這量子系統的波函數具有反對稱性,波函數的正負號會改變。由於這特性,費米子遵守包利不相容原理:兩個全同費米子不能占有同樣的量子態。因此,物質具有有限體積與硬度。費米子被稱為物質的組成成分。質子、中子、電子是製成日常物質的關鍵元素。.

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能级

能级(Energy level)理论是一种解释原子核外电子运动轨道的一种理论。它认为电子只能在特定的、分立的轨道上运动,各个轨道上的电子具有分立的能量,这些能量值即为能级。电子可以在不同的轨道间发生跃迁,电子吸收能量可以从低能级跃迁到高能级或者从高能级跃迁到低能级从而辐射出光子。氢原子的能级可以由它的光谱显示出来。.

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阿尔伯特·爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦,或譯亞伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,),猶太裔理論物理學家,创立了現代物理學的兩大支柱之一的相对论,也是質能等價公式()的發現者。他在科學哲學領域頗具影響力。因為“對理論物理的貢獻,特別是發現了光電效應的原理”,他榮獲1921年諾貝爾物理學獎。這發現為量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。 愛因斯坦在職業生涯早期就發覺經典力學與電磁場無法相互共存,因而發展出狹義相對論。他又發現,相對論原理可以延伸至重力場的建模。從研究出來的一些重力理論,他於1915年發表了廣義相對論。他持續研究統計力學與量子理論,導致他給出粒子論與對於分子運動的解釋。在1917年,愛因斯坦應用廣義相對論來建立大尺度結構宇宙的模型。 阿道夫·希特勒於1933年開始掌權成為德國總理之時,愛因斯坦正在走訪美國。由於愛因斯坦是猶太裔人,所以儘管身為普魯士科學院教授,亦沒有返回德國。1940年,他定居美國,隨後成為美國公民。在第二次世界大戰前夕,他在一封寫給當時美國總統富蘭克林·羅斯福的信裏署名,信內提到德國可能發展出一種新式且深具威力的炸彈,因此建議美國也盡早進行相關研究,美國因此開啟了曼哈頓計劃。愛因斯坦支持增強同盟國的武力,但譴責將當時新發現的核裂变用於武器用途的想法,後來愛因斯坦與英國哲學家伯特蘭·羅素共同簽署《羅素—愛因斯坦宣言》,強調核武器的危險性。 愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被誉为是“現代物理学之父”及20世紀世界最重要科學家之一。他卓越和原創性的科學成就使得“愛因斯坦”一詞成為“天才”的同義詞。.

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膠子

没有描述。

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自发发射

自发辐射(Spontaneous emission),是在没有任何外界作用下,激发态原子或是分子的電子自发地从高能階向低能階跃迁,同时发射出一光子。 各原子的自发发射过程完全是随机的,所以自发辐射光是非相干的。 非相对论性的量子力学无法解释自发辐射,根据该理论,如果一个孤立原子处于定态,即使是激发态,它将一直处于该态,而不会跃迁到其他的态。但是量子场论指出一个电磁场系统即使处于真空态也有振动,孤立的原子是不存在的。当处于激发态的原子与场发生相互作用的时候将导致自发辐射。 Category:雷射科學 Category:电磁辐射.

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自旋

在量子力学中,自旋(Spin)是粒子所具有的内稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。雖然有時會與经典力學中的自轉(例如行星公轉時同時進行的自轉)相類比,但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。 首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由、喬治·烏倫貝克與三人所開創。他們在處理電子的磁場理論時,把電子想象为一個帶電的球體,自轉因而產生磁場。後來在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,所以物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種内禀性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。 自旋對原子尺度的系統格外重要,諸如單一原子、質子、電子甚至是光子,都帶有正半奇數(1/2、3/2等等)或含零正整數(0、1、2)的自旋;半整數自旋的粒子被稱為費米子(如電子),整數的則稱為玻色子(如光子)。複合粒子也帶有自旋,其由組成粒子(可能是基本粒子)之自旋透過加法所得;例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。.

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電子伏特

電子伏特(electron Volt),簡稱電子伏,符号为eV,是能量的單位。代表一個電子(所帶電量為1.6×10-19庫侖)经过1伏特的電位差加速后所獲得的动能。電子伏与SI制的能量单位焦耳(J)的换算关系是.

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電磁力

電磁力(electromagnetic force)是處於電場、磁場或電磁場的帶電粒子所受到的作用力。大自然的四種基本力中,電磁力是其中一種,其它三種是強作用力、弱作用力、引力。光子是傳遞電磁力的媒介。在電動力學裏,電磁力稱為勞侖茲力。延伸至相對論性量子場論,在量子電動力學裏,兩個帶電粒子倚賴光子為媒介傳遞電磁力。帶電粒子是帶有淨電荷的粒子。電荷是基本粒子的內秉性質。只有帶電粒子或帶電物質(帶有淨電荷的物質)才能夠感受到電磁力,也只有帶電粒子或帶電物質才能夠製成電場、磁場或電磁場來影響其它帶電粒子或帶電物質。 對於決定日常生活所遇到的物質的內部性質,電磁力扮演重要角色。在物質內部,分子與分子之間彼此相互作用的分子間作用力,就是電磁力的一種形式。分子間作用力促使一般物質呈現出各種各樣的物理與化學性質。由於電子與原子核分別帶有的負電荷與正電荷,它們彼此之間會以電磁力相互吸引,使得電子移動於環繞著原子核的原子軌道,與原子核共同組成原子。分子的建構組元是原子。幾個鄰近原子的電子與電子、電子與原子核、原子核與原子核,以電磁力彼此之間相互作用,主導與驅動各種化學反應,因此促成了所有生物程序。.

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電荷

在電磁學裡,電荷(electric charge)是物質的一種物理性質。稱帶有電荷的物質為「帶電物質」。兩個帶電物質之間會互相施加作用力於對方,也會感受到對方施加的作用力,所涉及的作用力遵守庫侖定律。电荷分为两种,「正电荷」与「负电荷」。带有正电荷的物质称为「带正电」;带有负电荷的物质称为「带负电」。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质「同电性」,否则称这两个物质「异电性」。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。 电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为「带电粒子」。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁交互作用。这是四种基本交互作用中的一种。.

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電極化

在经典电磁学裏,當給電介質施加一個電場時,由於電介質內部正負電荷的相對位移,會產生電偶極子,這現象稱為電極化(electric polarization)。施加的電場可能是外電場,也可能是嵌入電介質內部的自由電荷所產生的電場。因為電極化而產生的電偶極子稱為“感應電偶極子”,其電偶極矩稱為“感應電偶極矩”。 電極化強度又稱為「電極化矢量」,定義為電介質內的電偶極矩密度,也就是單位體積的電偶極矩。這定義所指的電偶極矩包括永久電偶極矩和感應電偶極矩。它的國際單位制度量單位是庫侖每平方米(coulomb/m2),表示为矢量 P。McGraw Hill Encyclopaedia of Physics (2nd Edition), C.B. Parker, 1994, ISBN 0-07-051400-3.

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标准模型

在粒子物理學裏,標準模型(Standard Model,SM)是描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質基本粒子的理論,屬於量子場論的範疇,並與量子力學及狭义相對論相容。到目前為止,幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是萬有理論,主要是因為還沒有描述引力。.

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欧内斯特·卢瑟福

欧内斯特·卢瑟福,第一代尼爾森的卢瑟福男爵,OM,FRS(Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson,),新西兰物理学家,世界知名的原子核物理學之父。學術界公認他為繼法拉第之後最偉大的實驗物理學家。 卢瑟福首先提出放射性半衰期的概念,證實放射性涉及從一個元素到另一個元素的--。他又將放射性物質按照貫穿能力分類為α射線與β射線,並且證實前者就是氦離子。因為「对元素蜕变以及放射化学的研究」,他榮獲1908年諾貝爾化學獎。 卢瑟福領導團隊成功地證實在原子的中心有個原子核,創建了卢瑟福模型(行星模型)。他最先成功地在氮與α粒子的核反應裏將原子分裂,他又在同實驗裏發現了質子,並且為質子命名。第104号元素为纪念他而命名为“鑪”。.

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正電子

正电子(又称陽電子、反電子、正子,Positron),是電子的反粒子,即電子的對應反物質。它带有+1单位电荷,+1.6×10-19C,自旋为1/2,质量与电子相同,皆为9.10×10-31kg。 正电子与电子碰撞时会产生湮灭现象,这一过程遵守电荷守恒、能量守恒、动量守恒和角动量守恒。在高能情况下,湮灭会生成其他基本粒子。在低能情况下,正负电子湮灭主要生成两个或三个光子(有时也会生成更多光子)。另外,电子和正电子在湮灭之前有时会形成亚稳定的束缚态,即电子偶素。根据电子和正电子的不同自旋状态,电子偶素分为单态(1S0,总自旋为0)和三重态(3S1,总自旋为1)。在真空中,单态电子偶素的半衰期为125ps。三重态电子偶素的半衰期为142ns。 当能量超过1.02兆电子伏特的光子经过原子核附近时(成對產生),或者在放射性元素的正β衰变中(通過弱相互作用),都有可能产生正电子。 1930年英国物理学家保罗·狄拉克从理论上预言了正电子的存在,1932年美国物理学家卡尔·戴维·安德森在宇宙射线中发现了正电子。.

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泡利不相容原理

在量子力学裏,泡利不--容原理(Pauli exclusion principle)表明,兩個全同的費米子不能處於相同的量子態。這原理是由沃尔夫冈·泡利於1925年通过分析实验結果得到的結論。例如,由於電子是費米子,在一個原子裏,每個電子都擁有獨特的一組量子數n,\ell,m_\ell,m_s,兩個電子各自擁有的一組量子數不能完全相同,假若它們的主量子數n,角量子數\ell,磁量子數m_\ell分別相同,則自旋磁量子數m_s必定不同,它們必定擁有相反的自旋磁量子數。換句話說,處於同一原子軌域的兩個電子必定擁有相反的自旋方向。泡利不--容原理簡稱為泡利原理或不相容原理。 全同粒子是不可区分的粒子,按照自旋分為費米子、玻色子兩種。費米子的自旋為半整數,它的波函數對於粒子交換具有反對稱性,因此它遵守泡利不相容原理,必须用費米–狄拉克統計來描述它的統計行為。費米子包括像夸克、電子、中微子等等基本粒子。 玻色子的自旋為整數,它的波函數對於粒子交換具有對稱性,因此它不遵守泡利不相容原理,它的統計行為只符合玻色-愛因斯坦統計。任意數量的全同玻色子都可以處於同樣量子態。例如,激光產生的光子、玻色-愛因斯坦凝聚等等。 泡利不相容原理是原子物理學與分子物理學的基礎理論,它促成了化學的變幻多端、奧妙無窮。2013年,義大利的格蘭沙索國家實驗室(Laboratori Nazionali del Gran Sasso)團隊發佈實驗結果,違反泡利不相容原理的概率上限被設定為4.7×10-29。.

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波函数

在量子力學裏,量子系統的量子態可以用波函數(wave function)來描述。薛丁格方程式設定波函數如何隨著時間流逝而演化。從數學角度來看,薛丁格方程式乃是一種波動方程式,因此,波函數具有類似波的性質。這說明了波函數這術語的命名原因。 波函數 \Psi (\mathbf,t) 是一種複值函數,表示粒子在位置 \mathbf 、時間 t 的機率幅,它的絕對值平方 |\Psi(\mathbf,t)|^2 是在位置 \mathbf 、時間 t 找到粒子的機率密度。以另一種角度詮釋,波函數\Psi (\mathbf,t)是「在某時間、某位置發生相互作用的概率幅」。 波函數的概念在量子力學裏非常基礎與重要,諸多關於量子力學詮釋像謎一樣之結果與困惑,都源自於波函數,甚至今天,這些論題仍舊尚未獲得滿意解答。.

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波粒二象性

波粒二象性示意圖說明,從不同角度觀察同樣一件物體,可以看到兩種迥然不同的圖樣。 在量子力學裏,微观粒子有时會显示出波动性(这时粒子性較不显著),有时又會显示出粒子性(这时波动性較不显著),在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。這種稱為波粒二象性(wave-particle duality)的量子行為是微观粒子的基本属性之一。 波粒二象性指的是微觀粒子顯示出的波動性與粒子性。波動所具有的波長與頻率意味著它在空間方面與時間方面都具有延伸性。而粒子總是可以被觀測到其在某時間與某空間的明確位置與動量。採用哥本哈根詮釋,更廣義的互補原理可以用來解釋波粒二象性。互補原理闡明,量子現象可以用一種方法或另外一種共軛方法來觀察,但不能同時用兩種相互共軛的方法來觀察。.

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法国

法兰西共和国(République française ),簡稱法国(France ),是本土位於西歐並具有海外大區及領地的主權國家,自法蘭西第五共和國建立以來实行单一制與半总统制,首都為歐盟最大跟歐洲最大的文化與金融中心巴黎。該國本土由地中海一直延伸至英倫海峽及北海,並由萊茵河一直延伸至大西洋,整體呈六角狀。海外领土包括南美洲的法属圭亚那及分布于大西洋、太平洋和印度洋的诸岛屿。全国共分为18个大区,其中5个位于海外。法国與西班牙及摩洛哥為同時擁有地中海及大西洋海岸線的三個國家。法國的国土面积全球第四十一位,但卻為歐盟及西歐國土面積最遼闊的國家,歐洲面積第三大國家。 今日之法国本土于铁器时代由高卢人(凯尔特人的一支)征服,前51年又由罗马帝国吞并。486年法兰克人(日耳曼人的一支)又征服此地,其于该地域建立的早期国家最终发展成为法兰西王国。法国至中世纪末期起成为欧洲大国,國力於19-20世紀時達致巔峰,建立了世界第二大殖民帝國,亦為20世紀人口最稠密的國家,現今則是众多前殖民地的首選移民国。在漫長的歷史中,法國培養了不少對人類發展影響深遠的著名哲學家、文學家與科學家,亦為文化大国,具有第四多的世界遺產。 法國在全球範圍內政治、外交、軍事與經濟上為舉足輕重的大國之一。法國自1958年建立第五共和国後經濟有了很大的發展,政局保持穩定,國家體制實行半總統制,國家經由普選產生的總統、由其委任的總理與相關內閣共同執政。1958年10月4日,由公投通過的國家憲法則保障了國民的民主權及宗教自由。法國的建國理念主要建基於在18世紀法國大革命中所制定的《人權和公民權宣言》,此乃人類史上較早的人權文檔,並對推動歐洲以至於全球的民主與自由產生莫大的影響;其藍白紅三色的國旗則有「革命」的含義。法國不僅為聯合國常任理事國,亦是歐盟始創國。該國國防預算金額為全球第5至6位,並擁有世界第三大核武貯備量。法國為发达国家,其GDP為全球第六大經濟體系,具備世界第十大購買力,並擁有全球第二大專屬經濟區;若以家庭總財富作計算,該國是歐洲最富有的國家,位列全球第四。法國國民享有高生活質素,在教育、預期壽命、民主自由、人類發展等各方面均有出色的表現,特別是醫療研發與應用水平長期盤據世界首位。其國內許多軍備外銷至世界各地。目前,法国是。.

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激光

雷射(LASER),中國大陸譯成激--光,在港澳台又音譯为镭--射或雷--射,是“通过受激辐射产生的光放大”(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的缩写,指通过刺激原子导致电子跃迁释放辐射能量而产生的具有同調性的增强光子束,其特点包括发散度极小,亮度(功率)可以达到很高等。產生激光需要“激發來源”,“增益介質”,“共振结构”這三個要素。.

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普朗克常数

普朗克常數記為h,是一個物理常數,用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色,馬克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和实验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子等于普朗克常數乘以辐射电磁波的频率。这关系称为普朗克关系,用方程式表示普朗克关系式: 其中,E 是能量,h 是普朗克常數,\nu 是频率。 普朗克常數的值約為: 普朗克常數的量綱為能量乘上時間,也可視為動量乘上位移量: (牛頓(N)·公尺(m)·秒(s))為角動量單位.

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上面的列表回答下列问题

光子和原子之间的比较

光子有193个关系,而原子有249个。由于它们的共同之处44,杰卡德指数为9.95% = 44 / (193 + 249)。

参考

本文介绍光子和原子之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问:

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