现在的仪器可以把电子转化为光子吗?灯泡是吗?为什么

看到有一个童鞋问了这么一个问题:现在的仪器可以把电子转化为光子吗?为什么。

这还真是个有意思的问题,我看了一下其他朋友给出的回答,有人说“系不系傻,灯泡不就是把电子变光子么”。

还真不是,在这个过程中确实出现了光子,但是电子并没有减少,这并不是电子本身变成了光子,而是“电子的运动”变成了光子。

能量守恒控制的领域

能量守恒定律为什么经典?因为我们在分析多种复杂的物理现象时,常常会因为过程太过复杂而而陷入困境。但能量守恒就是这样一种神奇的存在,在应用了它之后,我们只需要在初始状态时确定好数据,在状态结束时再确实好已知的数据,就可以算出本来不可能计算的数据。

这个宇宙的运行遵循着一些固定的规律,我们将物质间的相对运动,场的激发关系间的变化称为能量,能量有很多不同的形式,它们之间也存在复杂的相互转化。但是非常幸运,它们中存在一个理性的关系——总量不变。这一结论既符合哲学的美感,也与我们期待的宇宙相似,是一件像童话一般美好的结局。

灯泡发光的过程也是如此,我们能看到光是因为钨丝被加热到了4000℃以上,高温让原子剧烈地振荡,轨道上的电子也会因此获得能量,飞跃到更高的轨道上,这被称为“电子跃迁”,同样,电子轨道有上也有下,当电子回到低轨道时,会释放能量,这些能量也就是光。

高温有很多来源,比如火就是最常见的方法,而钨丝上的温度则是来源于电流受到的阻力,也就是电阻。导体对电子的移动存在阻力,电子与原子相摩擦碰撞会失去动能,动能被原子获得,在晶格间振荡,也就是热能。

电能的本质是电场的变化引发的电子移动,电子是动能的载体,但不是动能本身,这个过程中并没有损失一个电子,电子自然也就没有变成光子。

香蕉物理实验

如果想要让电子变成光子,其实就是要让一个有质量的物质变成一份纯粹的能量,这已经突破了能量守恒定律所能约束的范围了,这种现象被称为质能转化,是在110年前由爱因斯坦提出的伟大理论。

那么电子如何能变成光子呢?需要很复杂的设备吗?是不是非常的可怕,一但发生会怎么样?

其实每个人都可以做到,而且在家就可以,成本大概几块钱,不信你可以试试。

请按以下步骤操作:

1、到离家最近的市场

2、找到一家水果店

3、买一支香蕉(通常老板不会一支一支的卖,不过如果你在日本,就可以轻松解决)

4、将皮剥掉,把香蕉芯抓在手上

5、碾碎它覆盖你的手掌

好的,实验已经开始了,现在你的手掌上大约每过1小时50分钟就有一个电子变成了光子!

停停停!不要打脸……

我真的没有耍你!香蕉富含钾,而自然界的钾有含有放射性同位素钾-40,它比元素同期表上的钾多了一个中子,大约占总钾量的0.0117%。

反物质与光子

钾-40有一定概率发生β衰变变成氩-40或钙-40。钾是第19号元素,原子核内有19个质子,而氩是18号,钙是20号,如果是变成钙-40,就要将一个中子变成质子,释放一个电子与一个中微子,如果是变成氩-40,则需要将一个质子变成中子,释放一个正电子与一个中微子。

等等……正电子?电子还有正的吗?

没错,这是真的,宇宙中确实存在正电子,但是它的含量极少,只有在特殊元素的β衰变过程中才会检测到。

正电子属于一个让所有人都为之一震的分类名:

反物质……

是的!现在看看你的手掌,现在你正握着全宇宙中最强大,最可怕的能量来源之一。

反物质与正物质相遇会怎么样,相信不用我说你们也能一口说出那个无比帅气的词:

湮灭……

是的!它们的形式会瓦解,变成纯粹的能量

那是什么能量呢?是光子

那个你手心的正电子会与你手上的一个电子相遇、湮灭,变成两个光子,消失在能量流动不息的世界中。

在那一瞬间,有一个可能已经存在了137亿年的电子永远地消失在这个宇宙中……

不过没必要为它伤感,这一切都是宇宙的安排,哈哈哈哈

让你没想到的是我们一直活在一个如此奇妙的宇宙中,如果没有人类文明的出现,这样的秘密只能作为支持宇宙运行的规则永远地埋藏下去

赞美科学,再一次!

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