在生活中,我们会遇到一些加热会发光的物体,我们也清楚地知道,有些发光的物体是非常热的。 但是为什么呢?为什么有些物体在温度足够高时会发光? 准确的说,绝对零以上的任何物体都会发光,但在大多数情况下,这些光是我们肉眼看不见的。 绝对零以上的所有物体都会发光 为什么这么说呢,因为有内能的物体(也就是有温度的物体)在不断地运动(在原子层面上)并相互弹跳,而这些碰撞有效地耗散了转化为辐射能的热能。 为了更好地理解这一点,让我们想象一下两辆车相撞的情况。会不会有碎片飞出来? 现在回到原子的世界,同样的事情发生了,当它们相互作用的时候,一些“碎片”飞了出去,而当这些“碎片”中的一些以光子的形式存在时,我们就可以看到它发光。 这种能量也解释了为什么火可以在不接触它的情况下感受到它的温暖,因为热量“辐射”到我们的身体(至少大部分)。 那么为什么我们的眼睛看不到所有的热量呢? 原因很简单,我们看不到无线电波或许多其他东西,我们只能看到宇宙中可能出现的“光”的一小部分。 图为:电磁波谱 温度转化为粒子运动是有规律的,它是粒子的(热)速度与其温度的平方根成正比。 在某种物质(如烧红的铁)中,金属中的粒子受到势能的作用,使它们聚集在一起;随后,粒子由于温度变化而发生热振荡并保持在该能量。同时由于它们在振荡,它们必须加速,并且当带电粒子加速时,它向外辐射光。 这种光的波长与加速度的大小有关,而加速度的大小(在我们的例子中)与温度有关。所以热物体的颜色实际上可以用来告诉我们温度。 同样,如果我们知道温度,我们也可以知道它是什么颜色(当然不是反射阳光),这个方程叫做维恩定律。 所以当物体足够热以至于波长在我们的视觉范围内(380nm-780nm)时,我们就可以看到它。 以及为什么人类只能看到380nm到780nm波长的光?因素。 最后 既然问题已经放大到这个层面(进化),我们再考虑一下太阳,它通过辐射温暖地球,给万物带来生机。我们可以在地球上的某个范围内辨别来自太阳的光子的相互作用,因此我们的眼睛对它产生了敏感性。 当物体进入与太阳相应距离的特定温度(或能量状态)时,我们的眼睛可以看到物体。而灼热的物体在我们的肉眼下会发光,是不是有点像在警告我们:不要碰!很热! |