starash
发表于 2025-1-7 18:37
比较好的科普讲法是:当然会啦,不然太阳出来为啥气温会上升呢?但是光子太小了,一路上能撞到的空气分子有限,主要加热的还是被照射到的固体表面。你晒太阳的时候是不是觉得暖洋洋的?
qsjs
发表于 2025-1-7 18:39
这个问题问得非常有水平,孺子可教
实际上高能光子确实会和大气层产生相互作用,产生多种次生宇宙射线。
ahztb
发表于 2025-1-7 18:41
事实上应该确实有一部分光子和空气产生碰撞散射了
aithinkso
发表于 2025-1-7 18:41
物理有啥用
光溜溜咋会摩擦
这叫大语文
—— 来自 鹅球 v3.3.96
liuyilouis
发表于 2025-1-7 18:44
光本身不会与空气摩擦生热。光是一种电磁波,它在传播过程中不会像机械波那样与介质发生摩擦. 光的能量主要通过与物质的相互作用(如吸收、散射等)来传递和转化,而不是通过摩擦来生热。
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回忆and无语
发表于 2025-1-7 18:45
madbird023 发表于 2025-1-7 18:35
其实好解释的,流行是纯物质的,有东西可烧,但光子有波粒二象性这个玩意儿,进入波的状态后几乎就是宇宙辐 ...
物质波:?
destroyworlder
发表于 2025-1-7 18:45
光能加热不能燃烧
mogadishu
发表于 2025-1-7 18:47
你可以大致解释说:“光没有质量,没有质量的东西就算最快也不会产生摩擦的,但是阳光会以辐射的形式给地球传递热量。好在阳光辐射比较分散,它会均匀地给面对太阳的半个地球传递热能。而且地球会自转,就像用旋转式电烤炉烤全鸡一样,慢慢地均匀受热。如果我们把整个太阳的光集中起来,以激光的形式射向地球,我们整个地球都会燃烧起来的。”
Liberation
发表于 2025-1-7 18:48
这些问题答案网上是能找到的,就是分散在各种科普视频中,你可以弄个chatgpt或者其他什么AI去问问,准确性应该也还可以。
yeo
发表于 2025-1-7 18:49
因为光不可燃
qwwsong
发表于 2025-1-7 18:55
到了分子这个量级就有斥力了吧,两个分子已经不可能接触到发生一般意义上的摩擦了,到了光就更是如此
不过特定频率的光会引起共振被分子吸收。
中国科学院
发表于 2025-1-7 19:01
Evilgurren 发表于 2025-1-7 18:33
目前来说人类还没完全把光这个东西研究明白
哪部分没研究明白?
madbird023
发表于 2025-1-7 19:03
stillwmxz
发表于 2025-1-7 19:06
中国科学院 发表于 2025-1-7 19:01
哪部分没研究明白?
为什么光速不变?
中国科学院
发表于 2025-1-7 19:11
stillwmxz 发表于 2025-1-7 19:06
为什么光速不变?
???介质中光速会低于真空中光速啊,甚至在介质中一些高能粒子可以超光速,叫做切伦科夫辐射。
battleship64
发表于 2025-1-7 19:15
发光已经在燃烧了啊,黑体辐射
论坛助手,iPhone
循此苦旅
发表于 2025-1-7 19:15
光被大气层吸收了,并加热了大气
阿菠萝13
发表于 2025-1-7 19:16
顺着她说咯,烧过了,把自己的质量都烧没了
洛拉斯
发表于 2025-1-7 19:20
你可以这样回答女儿:
光和流星是两种完全不同的事物。流星其实是一些小的太空岩石或尘埃,当它们进入地球的大气层时,会因为与空气摩擦而产生热量,最终燃烧起来,形成我们看到的流星。这是因为流星本身是物质,有质量,所以会受到空气的阻力和摩擦力。
而光则不同。光是一种电磁波,它没有质量,也不是物质。光在空气中传播时,不会与空气发生摩擦,也不会产生热量。光速是宇宙中最快的速度,它可以在真空中以每秒约30万公里的速度传播,但在空气中,光的速度会略微减慢,但仍然非常快。光不会因为传播而“燃烧”,因为它本身不是物质,不会像流星那样与空气发生摩擦和碰撞.
所以,光和流星的性质不同,它们在空气中发生的现象也不同。
来自kimiai
Risa_g
发表于 2025-1-7 19:23
其实只要解释清楚摩擦是什么:摩擦是组成两个物体的分子/原子在接触面上的(电磁)相互作用的宏观总和,就很好解释为什么光和空气没有摩擦:因为光不是由分子/原子构成的。
明太口
发表于 2025-1-7 19:27
gemini 的答案,但是我没搜过实际是否正确:
你说得非常对!“摩擦”确实是一个主要用于描述宏观现象的概念,用来描述物体表面之间相对运动时产生的阻力。它在微观层面,尤其是描述光子与原子或分子的相互作用时,就显得不那么精确甚至不适用。
我们可以更详细地解释一下:
**宏观摩擦的特点:**
* **接触和相对运动:** 摩擦力的产生需要两个物体表面实际的接触,并存在相对运动或相对运动的趋势。
* **能量转换:** 摩擦会将一部分机械能转化为热能,导致物体发热。
* **经验性描述:** 摩擦力的计算通常使用经验公式,例如滑动摩擦力 F = μN,其中 μ 是摩擦系数,N 是正压力。这些公式是基于大量实验数据总结出来的,而不是从基本物理定律推导出来的。
**微观相互作用的特点:**
* **电磁相互作用:** 微观粒子之间的相互作用主要是电磁相互作用,包括库仑力、电磁波的吸收和发射等。
* **量子化:** 微观世界的能量、动量等物理量是量子化的,即只能取特定的离散值。例如,原子中的电子只能处于特定的能级。
* **几率性:** 微观过程具有一定的随机性,无法完全精确地预测某个特定事件的发生,只能通过概率来描述。
**为什么“摩擦”不适用于描述光子与空气的相互作用?**
1.**没有实际接触:** 光子是电磁波,与空气分子之间的相互作用并非像宏观物体那样实际的物理接触,而是电磁场之间的相互作用。
2.**能量转换方式不同:** 光子与空气分子的相互作用主要是散射和吸收,这些过程虽然也涉及到能量的转移,但其形式不同于宏观摩擦产生的热能。例如,光子被吸收后,能量转化为分子的内能(电子的激发能),而散射过程中光子的能量基本保持不变。
3.**量子化和几率性:** 光子与空气分子的相互作用是量子化的,具有一定的随机性,无法用经典的摩擦定律来描述。
**更准确的描述方式:**
描述光子与空气分子相互作用的更准确方式是使用量子电动力学(QED),这是描述光与物质相互作用的量子理论。QED 能够精确地计算各种微观过程的几率,例如光子的散射截面、吸收系数等。
**总结:**
“摩擦”是一个方便的宏观概念,用于描述日常生活中常见的阻力现象。但它并不能完全解释微观世界的各种相互作用。在描述光子与空气分子等微观过程时,我们需要使用更精确的理论,例如量子电动力学,来理解这些现象的本质。因此,你说“摩擦其实是一种不严谨的宏观的总结说法,描述不了这种微观现象”,是非常正确的。
你问得很好!把“摩擦”放到微观层面去看,它就不能简单地用宏观的“阻力”来概括了,而是涉及到一系列复杂的微观相互作用。这些相互作用取决于具体的材料和环境,但总的来说,可以归纳为以下几个方面:
**1. 原子/分子间的相互作用力:**
* **范德华力:** 这是存在于所有原子和分子之间的弱相互作用力,包括取向力、诱导力和色散力。范德华力在微观摩擦中起着重要的作用,尤其是在没有化学键形成的情况下。
* **库仑力:** 这是带电粒子之间的相互作用力,包括静电力和磁力。如果两个接触表面带有电荷,库仑力就会对摩擦产生影响。
* **化学键:** 在某些情况下,两个接触表面上的原子或分子可能会形成化学键,例如共价键、离子键或金属键。化学键的形成会显著增加摩擦力。
**2. 表面粗糙度:**
即使在微观层面,表面也不是完全光滑的,而是存在各种凹凸不平。这些微小的凸起被称为粗糙峰或粗糙度。当两个表面接触时,只有这些粗糙峰会真正接触,实际接触面积远小于宏观上的接触面积。
* **粗糙峰的变形:** 当两个表面相互滑动时,粗糙峰会发生弹性或塑性变形,甚至断裂。这些变形和断裂会消耗能量,从而产生摩擦力。
* **粘附:** 在粗糙峰的接触区域,原子或分子之间会发生粘附,形成微小的“焊点”。这些“焊点”在滑动过程中会被破坏,也会消耗能量。
**3. 能量耗散机制:**
微观摩擦过程中,能量的耗散主要通过以下几种方式:
* **声子激发:** 声子是晶格振动的量子化表现。摩擦过程中,原子或分子的运动会激发声子,将机械能转化为热能。
* **电子激发:** 在金属或半导体材料中,摩擦可能会激发电子跃迁到更高的能级,或者产生电子-空穴对。这些激发也会导致能量耗散。
* **化学反应:** 在某些情况下,摩擦可能会引发化学反应,例如氧化或分解。这些反应也会消耗能量。
**4. 环境因素:**
环境因素也会对微观摩擦产生影响:
* **温度:** 温度会影响原子和分子的热运动,从而影响范德华力、化学键的强度以及能量耗散机制。
* **湿度:** 湿度会影响表面吸附的水分子数量,从而影响粘附力和摩擦力。
* **介质:** 周围介质的存在也会对摩擦产生影响,例如润滑剂可以减少摩擦力。
**微观摩擦与宏观摩擦的区别:**
* **尺度效应:** 在微观尺度下,表面粗糙度和原子/分子间的相互作用变得尤为重要,而宏观上的惯性力等因素则可以忽略不计。
* **非线性:** 微观摩擦力与载荷、滑动速度等因素之间的关系通常是非线性的,而宏观摩擦力则可以用简单的线性公式来近似描述。
* **量子效应:** 在某些情况下,量子效应,例如量子隧穿,也会对微观摩擦产生影响。
**总结:**
在微观层面,摩擦是一个非常复杂的过程,涉及到原子/分子间的相互作用力、表面粗糙度、能量耗散机制以及环境因素等多种因素。它不能简单地用宏观的“阻力”来描述,而需要用更精细的理论和模型来研究。理解微观摩擦的机制对于设计新型材料、开发微纳器件以及提高能源效率等方面都具有重要的意义。
例如,纳米技术中的超润滑现象就是通过控制微观层面的摩擦来实现的,它可以将摩擦系数降低到接近于零。这在微型机械、生物医学等领域具有重要的应用前景。
stillwmxz
发表于 2025-1-7 19:27
中国科学院 发表于 2025-1-7 19:11
???介质中光速会低于真空中光速啊,甚至在介质中一些高能粒子可以超光速,叫做切伦科夫辐射。 ...
你顶着这个id还是给点有水平的回复吧
我是大鲨鱼1453
发表于 2025-1-7 19:33
最大的问题是在“摩擦”这上面吧。摩擦这种物理现象本身是宏观现象,而光则属于微观物质,两种视角下对物理规律的描述是不同的。
rp1993
发表于 2025-1-7 19:34
首先摩擦生热的本质是动能转化成了热能
光没有静止质量,所以没有传统意义上的动能,但光确实是有动量的,在和物体接触时都会发生能量交换,当然也包括热能。
所以你可以这么和女儿说:
光当然也燃烧了,但是光很小,你看不见它燃烧,而太阳光又很多很多,正是这些又小又多光默默地燃烧,温暖了我们整个世界。
拜拜
发表于 2025-1-7 19:38
接下来会不会问为什么圣斗士能打出光速拳
—— 来自 Xiaomi Redmi K20 Pro Premium Edition, Android 11上的 S1Next-鹅版 v2.5.4
真田源次郎信繁
发表于 2025-1-7 19:39
本帖最后由 真田源次郎信繁 于 2025-1-7 19:44 编辑
光当然能摩擦……光子在空气中一样有diffusion项,这就是摩擦,激光在空气中确实能加热空气
陨石在空气里收到空气阻力摩擦生热是因为Navier–Stokes里面的非线性diffusion项,能推导出空气阻力的Stokes定律
Stokes定律得到的空气阻力正比于半径,速度和粘滞系数,不是只受速度本身影响的,而Stokes定律的推导需要假设物理低速移动,从而把NS方程里的惯性项省略掉,所以肯定不适用于光
你要科普的话当然是说陨石不但速度快而且体积大,所以阻力大做工多……
Navier–Stokes方程的diffusion的部分是来自于Boltzman方程里的“碰撞”,直观而不准确地说,碰撞率当然正比于粒子本身的碰撞率和粒子个数,体积大了当然更容易碰撞,而一个光子的话,碰撞率当然就只受非线性光学的那些极化系数之类影响了……
yoki42
发表于 2025-1-7 19:47
1、光可以加热空气
2、光子非常小,空气分子之间的间隙非常大
—— 来自 鹅球 v3.3.96
widder
发表于 2025-1-7 20:10
摩擦啥的,本质上都是电磁力的反应,光子没有电荷,不参与电磁力,所以不会有摩擦生热这回事。
不过光子是传递电磁力的玻色子
Ik4ruga
发表于 2025-1-7 20:17
本帖最后由 Ik4ruga 于 2025-1-7 20:23 编辑
第一步,
搞清楚摩擦定义:两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
第二步,用摩擦定义套用在光和空气上。
先说说摩擦的本质是什么
https://www.zhihu.com/question/20796974?sort=created&utm_id=0
构成条件都是微型凹凸结构或者原子间作用力
光要么是光子流要么是电磁波,没有凹凸结构或者原子。
看了楼上的说法
到了基本力层面又能扯上关系,不过应该能很方便的说明到了微观层面这种摩擦产生的震动很小了,没办法跟陨石被空气摩擦比较
分际线
发表于 2025-1-7 20:20
本帖最后由 分际线 于 2025-1-7 20:22 编辑
那问个相关的问题,流星是宇宙空间里的小颗粒、小陨石进入大气层摩擦发热燃烧,感觉是随机的。但流星雨呢?为什么相隔固定周期,在某个星座方向会重复出现很多的这种颗粒?
—— 来自 Xiaomi M2007J3SC, Android 12上的 S1Next-鹅版 v2.5.4
寇马可
发表于 2025-1-7 20:25
wzh5555
发表于 2025-1-7 20:30
粗略一点说,光不算(传统宏观)物质,更接近于能量,应该和“发热”放到一组去讨论。
CCauchy
发表于 2025-1-7 20:37
能啊,光致发光
论坛助手,iPhone
活久见
发表于 2025-1-7 20:49
从物质去解释呗
光,声音对小孩来说不算物质,有质量才算物质
Risa_g
发表于 2025-1-7 20:52
分际线 发表于 2025-1-7 20:20
那问个相关的问题,流星是宇宙空间里的小颗粒、小陨石进入大气层摩擦发热燃烧,感觉是随机的。但流星雨呢? ...
大部分流星雨本体都是被撕碎的彗星/小行星残骸,它们还运行在碎裂前的轨道上。所以会在每年固定时间(地球轨道与残骸轨道相交时)从固定方向(残骸轨道的方向)看见流星雨。每个若干年(一个残骸的公转周期)残骸密集区跑到地球附近,就有一次极大流星雨。
酱豆腐
发表于 2025-1-7 20:56
就说光和水一样烧不起来就好了,这么小别的解释也理解不了。
stmule
发表于 2025-1-7 22:19
如果被问到光在宇宙中是靠什么介质传播的,楼友们又如何应对呢
鲤人饺子
发表于 2025-1-7 22:25
中国科学院 发表于 2025-1-7 18:19
不要这么讲……
哪里错了呢
starash
发表于 2025-1-7 22:27
stmule 发表于 2025-1-7 22:19
如果被问到光在宇宙中是靠什么介质传播的,楼友们又如何应对呢
不用那么早引入波粒二象性,粒子说并不存在传播问题。
帕拉米蒂斯
发表于 2025-1-7 22:32
可以从科学史开始给她讲了。感觉智商应该可以接受