绝对零度能将光也冻住吗?若能,是冻成一根棍子还是一道波浪呢?
我要新鲜事2023-05-18 09:38:200阅
首先我们需要明确,绝对零度目前是无法达到的,所以这个实验只能是一个假设。现实地说,绝对零度不能冻结光:我们上面说过,温度与其中原子的状态密切相关,所以绝对零度的原子处于“绝对静止”状态。这时候如果有光参与,那么光里面的原子就会打破这种静态。简单来说,光带来运动的原子,会打破静止状态,使其升温,然后就不再是绝对零度了。
但当我们仅仅基于理论进行猜测时,可以想象这种被誉为“宇宙中跑得最快的”光,在被“固定”时会呈现出什么样的形状。让大家猜猜,你更喜欢把光变成“棒”的形式还是“波”的形式:先说说棒状的想法是怎么来的,这种认知主要基于几何光学。中学物理课上,老师最常说的一句话就是“光沿直线传播”。所以很多人认为,这样发出的光,如果被冻结在绝对零度,就一定会变成一根笔直的“棍子”。
如果是波的形式,那就是来自光的“波动说”。最早提出光是粒子的牛顿,用相关实验证明了自己的观点。但惠更斯在与牛顿讨论后,认为光应该是“波动的”,并很快开展了新的实验。在光的“波动论”中,认为光本质上是一种“机械波”,所以人们认为光会变成波,这大概更可信。值得一提的是,根据光波的传播理论,被冻结的可能不止“一个波”,而是“几个波”。
在长达一个世纪的争论中,这两种观点都不能完全证明对方是错的。最好是“取其精华,去其糟粕”,然后巧妙地把它们结合起来,得出一个正确的理论。上面讨论过,大众对光的不同认知是其“形态”变化的主要原因。当然,这一切都是理论上实现的。如果真的要在现实中做这个实验,是没有办法的。第一是绝对零度不能达到,第二是即使达到了,光的介入也会打破这个“极限”。在这种情况下,实验是没有意义的。
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