光合作用 光有速度吗?在过去,人们通常假设光速是无限的
【 光合作用|光有速度吗?在过去,人们通常假设光速是无限的】光,是温柔而又娴静的,在阳光的照耀下,薄薄的雾气,清脆的鸟鸣声,带着露珠的草地......
这一切,构成了一幅生机勃勃的画卷
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光是一种电磁波,这个几乎大家都知道。在我们日常生活或者文学中,光还意味着光明,也就是说,光是可以看见的,是明亮的,即在日常生活中我们认为的光就是可见光。
如果没有光,就没有白天而只有黑夜,很多植物将无法生存,无法进行光合作用产生氧气,而有氧呼吸的动物便不会出现,人类也就不会在地球上诞生。如果没有光,整个世界都将变得极度寒冷,没有一丝温暖。
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光具有波粒二象性,也就是说,光不仅仅是波,它还是粒子。爱因斯坦提出,光在吸收和发射能量时是一份一份传输的,光本身也是由一份一份不可再分割的能量子组成的,而这些能量子则被称为光子,也就是说光子就是光的粒子,我们出去沐浴阳光以及绿色植物的光合作用吸收的便是光子。
“光是一种粒子”这一观念最早由艾萨克·牛顿提出,但它在19世纪之前并未被广泛接受,直到被阿尔伯特·爱因斯坦重申。爱因斯坦认为只有当光是由粒子组成时,光的反射和折射性质才能得到解释。
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爱因斯坦观察到,当光接触到金属时,电子会从金属表面飞出——如果光仅仅只是一种波的话,那么这种现象是非常罕见的。该光电效应的奇特之处在于,飞出金属表面的电子的能量并未随着光的强弱而改变(如果光是一种波,则强光会导致光电子伴随着更大的能量飞出)。
光有速度吗?
在爱因斯坦的理论中,真空中的光速是宇宙中最快的速度,如今我们知道这个速度大约是每秒 30 万公里。不过,或许是因为日常生活中很难感觉到光速的存在,在过去,人们通常假设光速是无限的。
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有天文学家用了这样一个类比,假设把可观察宇宙(960亿光年)缩小到地球那么大,那么穿越整个银河系,也就大致相当于沿着街区走过三间房子的距离去探望你的邻居。然而,光竟然要走10万年时间才能完成这趟探望之旅!因为银河系的长度大约为10万光年,所以需要走10万年。
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为什么光速这么慢?
答案是,我们不知道为什么它这么慢,至少到目前为止,我们不知道答案。但是,理论物理学家Gennaro Tedesco 提供了一个有趣的想法:虽然,我们生存的宇宙中,光速以现在这样的速度传播,看起来并没有任何道理或者限制着它不能更快,但目前为止它就只有这么快。
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