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光子

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光子
光子
光子
是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。

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基本简介编辑本段回目录

命名

光子
光子操控
光子起初被爱因斯坦命名为光量子。光子的现代英文名称photon源于希腊文φῶς(在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的。光子的现代英文名称photon源于希腊文φῶς(在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的。在路易士的理论中,photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。在路易士的理论中,photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认,photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认,photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载,阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子。根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载,阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子。

光子是电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静质量为零,不荷电,其能量普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。

光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关,波长越短,能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。

电磁理论编辑本段回目录

光子
光子晶体结构
在物理学领域,光子通常用希腊字母γ(音:Gamma)表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德(PaulUlrichVillard)于1900年发现的伽玛射线[14][15],伽玛射线卢瑟福和英国物理学家安德雷德(EdwardAndrade)于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16]。在物理学领域,光子通常用希腊字母γ(音:Gamma)表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德(PaulUlrichVillard)于1900年发现的伽玛射线[14][15],伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德(EdwardAndrade)于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16]。在化学和光学工程领域,光子经常被写为hν,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为hf。在化学和光学工程领域,光子经常被写为hν,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为hf。

·物理性质
费曼图表示的正电子-负电子散射(也叫做BhaBha散射),波浪线表示交换虚光子的过程。从波的角度看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;从粒子的角度看,光子静止质量为零[4],电荷为零[17],半衰期无限长。光子是自旋为1的规范玻色子,因而轻子数、重子数和奇异数都为零。

光子的静止质量严格为零,本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价,如果光子静质量不为零,那么库仑定律也不是严格的平方反比定律[18]。所有有关的经典理论,如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限,这里即是光子质量的上限,也是任意电磁波的频率,位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8赫兹。

这个值仅比现在得到的广为接受的上限值高出两个数量级。光子能够在很多自然过程中产生,例如:在分子、原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子,粒子和反粒子湮灭时也会产生光子;在上述的时间反演过程中光子能够被吸收,即分子原子原子核从低能级向高能级跃迁,粒子和反粒子对的产生。
在真空中光子的速度为光速,能量和动量p之间关系为(公式缺);相对论力学中一般质量为?的粒子的能量动量关系为(公式缺)。

光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关;或者说仅与波长λ有关光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关。

从光子的能量、动量公式可导出一个推论:粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零,由于动量守恒定律,产生的光子的总动量也必须为零;由于单个光子总具有不为零的大小为的动量,系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。产生光子的频率,即它们的能量,则由能量动量守恒定律(四维动量守恒)决定。而从能量-动量守恒可知,粒子和反粒子湮灭的逆过程,即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。

光子具有波粒二象性,即说光子像一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性,光子的波动性有光子的衍射而证明,光子的粒子性是由光电效应证明。

上面有人认为光子的动质量为零是错误的,光子的静质量为零,否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的,计算方法是这样的:首先,由于频率为v的光子的能量为
E=hv,(其中h为普朗克常数),故由质能公式可得其质量为:m=E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。该方法由爱因斯坦首先提出。

经典的波有群速度与相速度之分。光子的速度就是光速。光子有速度、能量、动量、质量。光子不可能静止。光子可以变成其它物质(如一对正负电子),但能量守恒、动量守恒。

·华中科大罗俊教授重新确定光子静止质量上限

光子火箭发动机
光子火箭发动机
华中科技大学教授重新确定光子静止质量上限,有业内人士认为:光子静止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为,光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量,那么有些经典理论将要有所变化。

在2月28日出版的美国《物理学评论快报》 (PhysicalReviewLetters)上,有专文介绍说:“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明,在任何情况下,光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克,这一结果是之前已知的光子质量上限的1/20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法,在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限,进一步提高了至少一个数量级。

据悉,如果光子存在静止质量,虽然不会影响到人们的日常生活,但其产生的后果将是根本性的———例如,光速将随波长的改变而变化,并且光波将像声波一样能够产生纵向振动。

光子嫩肤编辑本段回目录

·什么是光子嫩肤

光子
光子嫩肤
强脉冲光子技术(ipl)是一项创新技术,可用以解决多种良性皮肤病变,如表皮瘢痕、老年斑胎记、不雅的血管或其它污斑及去祛多余毛发等。为达到令患者满意的特别的美容效果,它提供安全、非介入的方法以适应不同的皮肤状态,这种方式被称为光子嫩肤。

·光子嫩肤技术的突出特点是什么
a、全面部治疗,整体改善面部皮肤状态
b、无需停工,无需休假

·光子嫩肤治疗是如何进行的
治疗前,通常需在待治疗部位涂抹冷凝胶。您可能会被要求戴上深色的眼镜以保护眼睛免受强烈光线照射。治疗时,将光子嫩肤仪的治疗头导光晶体轻放于待治疗皮肤,并开始释放脉冲光。您可能会感到有一点点被夹的感觉,类似于用拉断的橡皮筋轻弹于皮肤。可以使用一点麻醉膏,但通常都不太需要。整个疗程通常需要5—6次,以达到最佳的效果、最小的副作用和极高疗效。

·光子嫩肤要达到理想的效果需要几治疗
因为治疗的次数取决于您的皮肤需要治疗的面积大小和病变的程度,一般全疗程大约需要5至6次,每一次治疗后皮肤病变都会得到显著改善。

·神奇的光子嫩肤
健康与美丽是人们生活永恒的追求,但如果在健康与美丽之间选择其一的话,您会选择什么呢?虽然不同性别及年龄的人回答会有所不同,但最为理想的是健康基础上的美丽,因为没有健康的美丽是毫无意义的。鱼与熊掌不能兼得的原因是目前医学尚无一种完全无损的美容整形方法。就拿祛皱来讲,手术拉皮、胶原注射、表皮磨削等都会不同程度地造成人体的损伤,同时,患者需要准备一段时间用于术后的恢复,给工作和生活带来了很大的不便。这些因素是许多爱美的人们对医学美容望而却步的原因。那么有没有一种两全其美的祛皱嫩肤的方法呢?首先让我们看看皱纹是怎样产生的。从机理上讲,使我们冰肤玉肌的物质基础是存在于皮肤真皮中的胶原纤维及弹力纤维。

胶原纤维是皮肤的主要结构架填充蛋白,维持皮肤的基本形态;弹力纤维主要保持皮肤的弹性和张力。随着年龄的增大,胶原纤维及弹力纤维逐渐变性、萎缩、断裂,于是皮肤塌陷,弹性变差,皱纹产生。如何延缓这两种纤维的变性及促进新纤维的产生是防止皱纹的关键。国外研究发现,一种特定波长的强脉冲光可刺激纤维母细胞产生新胶原及弹力纤维,可使皮肤重新变得饱满光滑,由此诞生了光嫩肤技术。

光嫩肤技术迅速兴起的另一重要原因是无损伤,患者在进行治疗后无任何不适,面部也无明显的不良改变。同时,面部的黄褐斑等色素病变也随之消失。把治疗分成数次的主要目的是为在使皮肤得到逐步改善的同时,极大降副反应的风险。最重要的是,该治疗无须停工(“nodowntime”),每次治疗完成后您立即可以恢复正常生活和工作,这正是现代人所向往的方式。

·光子嫩肤技术的治疗原理
生物刺激作用
:强脉冲光作用于皮肤后产生的光化学作用,使真皮层的胶原纤维和弹力纤维内部产生分子结构的化学变化,恢复原有弹性。另外,其所产生的光热作用,可增强血管功能,使循环改善,从而达到消祛皱纹,缩小毛孔的治疗效果。

光热解原理:由于病变组织内的色素团含量远远多于正常皮肤组织,其在吸收光之后产生的升温也高于皮肤。利用它们的温差使病变血管封闭,色素破裂分解,而不损伤正常组织。

光子脱毛编辑本段回目录

光子脱毛设备
光子脱毛设备
光子脱毛设备:科医人IPL光子治疗仪,是波长从755-1200nm的彩光,同时综合了多种治疗作用。

作用原理:IPL是强脉冲光的缩写,它能够穿透表皮,在真皮内被毛囊吸收,产生热能,将毛囊破坏,得到永久脱毛的效果。同时它能使真皮层的胶原纤维和弹力纤维内部产生分子结构的化学变化,促进皮肤胶原再生及重新排列。

·优势与不足
优势:在脱毛的同时可恢复皮肤原有弹性、消除或减轻皱纹、缩小毛孔。改善肤质,肤色,收紧皮肤。有解决如轻度毛周角化,肤色不均等较轻的皮肤问题的作用。IPL的一大优点是光斑大,达5平方厘米,故脱毛速度很快。轻微疼痛。

不足:因其选择性治疗作用较激光略差,当皮肤吸收能量较多时会出现水疱,色素沉着或脱失等并发症。

毛发生长有一定规律性。它的生长周期可分为三个阶段,即生长期、成熟期、休止期。光子能在有效地破坏处于生长期的毛发的毛囊,阻碍和中止毛发的生长。每次光子治疗后受损害的毛发会自行脱落,这种现象一般会持续一至二个月左右,大约经过一个疗程,即三至四次光子脱毛治疗,毛发就可以被完全清除干净,而且永不再生长。
  
脱毛治疗的时间最好选择在秋冬季。这样经过三至四个月的光子脱毛治疗,到了夏季你就不会再因多余的毛发而烦恼了!此外,每次光子脱毛治疗后,皮肤毛孔周围会有轻微红肿现象,要求治疗当天不要用水清洗,术后注意防晒。在秋冬季治疗可以方便地避免水洗、日晒等问题。

·光子脱毛的适座症和禁忌症
光子可以脱腋毛、前发际、络腮胡唇毛、四肢汗毛及阴毛(比基尼线)等。

以下情况为光子脱毛禁忌:免疫系统缺陷、血液系疾病、皮肤有炎症情况、光敏感性皮肤、心理不健康者、正在服阿斯匹林或高氧化剂者、孕妇、十六岁以下的末成年人等。

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