光是我们体验这个世界的基础。我们在黑暗中摸索，直到迎来黎明——而对于光本质的理解，我们也经历了同样痛苦的过程。
光的本质问题曾经在数百年里难倒了世界上最伟大的一些物理学家，但在过去的150年间，科学界在对光的本质研究方面取得了一系列的突破性进展，并逐渐向世人揭示了光的神秘本质。这里我们罗列出了八个光的知识帮助你进一步的理解光的一些奇妙性质。
1. 光子能在空气中或水中产生冲击波
光在真空中的传播速度最快，而在空气、水、还有其他物质中传播时，由于和物质中的原子发生碰撞，从而速度变慢。与此同时还可能产生一些有趣的现象。
能量最高的伽马射线撞击到地球大气层的速度比光在大气中的传播速度要高。这些光子在空气中产生冲击波，就像音爆一样，不同的是这种“撞击”制造出更多的光子，而不是声音。美国Arizona洲的一些天文台就专门在寻找这些二次光子，我们称之为切连科夫辐射。这种蓝色的荧光现象也能在核反应堆燃料周围的水中看到。
2. 多数光对人类是不可见的
颜色是我们人类大脑对光的不同波长的解读，但我们能说的出的颜色都属于可见光，只是电磁波谱中非常小的一段样本。
红光是我们能看见的波长最长的光，再长一点就依次是红外光、微波、和无线电波了。短于紫色光波的光有紫外线、X射线和伽马射线。不同波长的光波所拥有的能量也不同，比如长波里的无线电波能量就很低，而短波中的伽马射线能量最高，也因此伽马射线对生物组织存在巨大威胁。
3. 科学家可以对单个光子进行测量
光是由光子组成，携带着特定的能量。我们可以用足够灵敏的实验对光子进行测量，甚至精确到单个光子。
可光不仅仅是一种粒子，同时也是一种波，他们能互相干涉行程不同的光图文。光子模型曾是量子物理学上重要的里程碑；而发现光是一种波同时揭示了如电子等其他粒子同样具有波的属性。
4. 粒子加速器中产生的光子被广泛应用于化学和生物
可见光的波长大于原子和分子，所以基本上我们是无法看见物质的组成的。但是，短波长的X射线和紫外线就适用于为我们解构微结构了，我们也因此能探寻原子世界。
粒子加速器通过磁场加速电子能制造出特定波段的光子，这被称为“同步辐射”。研究者通过粒子加速器来制造X射线和紫外线，用它们来研究分子和细菌等，还可以用他们展示整个化学反应的过程。
5. 光是四种基本力之一的表现形式
光子携带电磁力——四种基本力之一（其余三种是强力、弱力和引力）。当一个电子在空间中运动时，周围的带电粒子能够迅速的感应到吸引或者排斥。但是因为这样的效应收到了光速的限制，其它粒子的反应是根据那个运动电子在过去的位置，而不是现在的位置。量子物理学把空的空间描述成一锅热腾腾的虚粒子汤。电子会踢开虚光子，虚光子以光速运动并撞击其它的粒子，以此来交换能量和动量。
6. 光子容易被创造，也容易被毁灭
任何东西都可以制造和毁灭光子，比如你正盯着手机屏幕阅读这篇文章的时候，光子从背光飞进你的眼睛里，当它们被吸收时，也意味着它们被毁灭了。
电子的运动负责着光子的产生和毁灭，那也是产生光和吸收光的原因。一个电子在强磁场中加速运动就能制造出光子。
当一个具有“正确”波长的光子的撞击一个原子，光子会消失并将所有能量提供给电子，使得电子跃迁到更高的能级。当一个电子的能级恢复到原有能级时，一个光子就会创造并且放出。所以光子在特定光谱波段的吸收和溢出能告诉我们有关原子和分子的信息，这个技术也被广泛运用于研究化学元素。
7. 光是物质与反物质湮灭时的副产品
电子和正电子所具有的质量相同，但是量子性质却截然相反，如电荷。当它们相遇时，所有相反性质会瞬时互相抵消，将质量转换成能量，以一对伽马光子的形式被释放出来。
8. 粒子可以通过光子间的互相撞击被制造
光子是自身的反粒子，有趣的是，在物理学里关于光子的理论在时间上是对称可逆的。这意味着假如我们能将一个电子和一个正电子相撞来制造两个伽马光子，我们也应该能通过撞击两个光子来制造一个电子和正电子。
可从操作的角度来说，要成功的实验中只存在光子没有其他粒子非常困难。但是在LHC的质子对撞实验结果中，发现有很高数量的光子产生，说明部分光子只会偶尔互相撞击。
物理学家在考虑建立一个光子对撞机，可以对一个被光子充满的腔内发射光子束，来研究撞击所产生的粒子。
联系客服
