為了明晰斑斕的色彩是哪里來的,我們先來想想物體的發(fā)光機(jī)制。熟悉現(xiàn)代物理概念的朋友們一定聽說過“光子”這個(gè)名詞。光子是攜帶有一定能量的能量包,是大光束的最小單位。它所攜帶的能量和對應(yīng)光波的頻率成正比,對應(yīng)于不同的光子能量,光束也就有了不同的顏色。而光子的能量,則是原子中電子在不同能級間躍遷所放出的。按照量子力學(xué)的觀點(diǎn),被原子核束縛的電子只能具有某些特定的能量值,而當(dāng)電子在這些確定的能級間躍遷時(shí),也就會放出具有特定頻率的能量包——光子。 在自然界中,每時(shí)每刻都有無數(shù)不同的原子在發(fā)生躍遷,放出頻率各異的光子,因此我們?nèi)粘K佑|的光線都是白光,這是各種頻率的單色光疊加的結(jié)果??墒钱?dāng)大量相同的原子發(fā)生躍遷時(shí),就會有大量頻率相同的光子被放出,我們也就獲得了單色性十分好的色光。而在禮花彈中放入某種特定的物質(zhì)后,這些物質(zhì)中特定的原子會在禮花彈爆炸時(shí)獲得能量,躍遷到高能量的狀態(tài),再放出大量特定頻率的光子,回到低能量的狀態(tài),而對于欣賞煙花的人來說,就看到了色彩繽紛的圖案。 對于不同的原子,放出的光子具有不同的頻率,這些光子的頻率就相當(dāng)于原子的“指紋”。如果我們能夠精確地測定原子發(fā)光的頻率,也就能判斷發(fā)光的到底是什么原子。這其實(shí)就是現(xiàn)代光譜分析技術(shù)的原理。當(dāng)我們面對未知的材料時(shí),只要將其中的原子們都激發(fā)到高能量的狀態(tài),再將發(fā)光頻率精確測定后與已知的原子發(fā)光譜作對比,就能知道材料中都有些什么原子。而倘若我們還能夠更精確地分辨出不同頻率光束的發(fā)光強(qiáng)度,也就是各種不同頻率光子的數(shù)目,便可以在知道材料組分的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步知道各種組分的比率。 其實(shí),除了煙花之外,我們生活中還有很多時(shí)候可以接觸到這類現(xiàn)象。您之前有沒有過炒菜時(shí)不小心將鹽撒到火苗上的經(jīng)歷?細(xì)心的話會注意到,此時(shí)燃?xì)庠钏{(lán)色的火苗會突然變黃。這是因?yàn)椋S光是鈉元素的“指紋”,而鈉原子,就是食鹽中最容易發(fā)生躍遷的原子。 ?。ū緳陂L期征集“日知錄”三字篆刻,投稿郵箱:rizhilu999@163.com) |
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