作业帮 > 物理 > 作业

光从水中射入空气加速,能量哪来的

来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/11 19:46:18
光从水中射入空气加速,能量哪来的
光从空气射入水中,我们知道速度会减慢是因为阻力增大,那么光从水中进入空气中加速,能量哪来的?
光从水中射入空气加速,能量哪来的
楼主提出这个疑问说明对光从真空射入水中减速的原理并未搞清楚,只是归因于所谓的阻力(大概是从常识出发得到的概念).如果把这种减速的原因理解为“阻力”,那需要追问这个“阻力”是哪来的,又是如何阻碍光的转播的.
一束光可以看做一束由光子组成的的光子流.光子的运动速度永远是真空中光速,与所处的介质无关.为何水中光看起来要跑的慢一点呢?那是因为光子在前进的道路上可能碰撞到水分子,碰撞后光子可以被分子吸收(这个光子就不存在了),它的能量转移到水分子上,具有额外能量的水分子称为激发态分子,激发态分子很不稳定,一小段时间后又会将多余的能量以光子的形式又发射出去,这样光子在水中看起来就是走走停停,不时地被前进道路上的水分子吸收又释放,吸收释放都需要一定的时间,因此总体看起来,光在水中穿过一段距离比在真空中需要的时间变长了.在整个过程中,光子的能量并未降低,反过来光从水中进入空气中加速(并不是光子的速度变大了),能量也未增大,因此谈不上能量来源.
空气中分子很稀薄,因此发生吸收、释放的机会比水中小得多,因此空气中“表观”光速与真空中相差无几.
再问: 爱..水分子那么无聊啊..吸收释放的时候完全没有能量损失么,那吸收干嘛..
再答: 微观世界中能量总是守恒的,不存在像宏观物体那样的例如机械能损失(总能量也总是守恒)。水分子之所以不断吸收又随即释放光子这个问题需要问上帝:)