漫畫秒懂“量子物理”

上帝說要有“光”

人們卻背地里玩起了“電”

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“光”和“電”是現(xiàn)代科學(xué)的兩大主角

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現(xiàn)代科學(xué)很重要的一個(gè)課題就是

“光”和“電”的愛情故事

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并且吃瓜群眾可能會(huì)認(rèn)為

光是一種波

電子則是粒子

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當(dāng)一束太陽光透過三棱鏡的時(shí)候

形成不同的顏色

就好像宋仲基歐巴的顏值一樣色彩斑斕

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而這個(gè)過程實(shí)際上是“復(fù)色光光波”

形成各種“單色光光波”的過程

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顏色與不同的波對(duì)應(yīng)

波又和不同的能量對(duì)應(yīng)

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這種對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:

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波越長——頻率越低——能量越小

波越短——頻率越高——能量越大

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聽不懂別怕

來張“秒懂圖”治愈一下吧

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“光波”只是其中一個(gè)主角

“電子”才是本文的老戲骨

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我們知道

“電”可以轉(zhuǎn)變成“光”

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“光”也可以轉(zhuǎn)變成“電”

比如太陽能發(fā)電

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而“光伏發(fā)電”的本質(zhì)就是“光電效應(yīng)”

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當(dāng)然也不是什么波都能激發(fā)電子的

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那好吧!

我們就把各種波都拿出來試一試唄

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首先,“紅色長波”很弱雞的,能量不夠高

激發(fā)不出電子

哪怕是把“紅色長波”的強(qiáng)度增加到天上去

也激發(fā)不了半個(gè)電子

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而“紫色短波”的能量則肥腸膩害

可以輕松激發(fā)電子出來

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如果增強(qiáng)“紫色短波”的強(qiáng)度

會(huì)不會(huì)把更強(qiáng)的電子打飛呢

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不會(huì)打飛更強(qiáng)的電子

而是把更多的電子打飛

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這個(gè)過程就好像一列火車向你駛來

而在撞到你的瞬間

卻把你的三姑大姨二舅四叔···也一起撞飛了

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這不合邏輯啊

我七大姑八大姨在家躺著好好地

怎么就給團(tuán)滅了

一臉滑稽

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嗯嗯,解釋只有一個(gè)

這列火車其實(shí)已經(jīng)分成了n個(gè)車廂

分別撞飛n個(gè)電子

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同樣的

光波也不是連續(xù)的一條光波

而是分成“一份一份”的光波

每一份撞飛一個(gè)電子

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但是如果我們說光波是“一份一份”的

會(huì)讓人聯(lián)想到“過橋米線”或“炸醬面”的

這一點(diǎn)都不科學(xué),嗯

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所以還是把“一份一份”描述成“一個(gè)一個(gè)量子”會(huì)更靠譜一些

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“量子”一詞你可以理解為“等量的一份子”

而光形成的量子就叫“光量子”

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《孤單光量子》張本煜

來自秒懂軟知識(shí)

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00:00 ? ? ? ? ? ? ? ? 04:22

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“量子”是一份一份的,所以它“不連續(xù)”

“不連續(xù)”是個(gè)妖孽一般的概念

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我們來看一組圖

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你肯定以為自己的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該屬于第一種方式吧

只有外星人或幽靈才是第二種“神走位”


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厚~~你錯(cuò)大了

按照量子物理的解釋

你的每一個(gè)動(dòng)作都是“從一處消失,在另一處出現(xiàn)”

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也就是說你每時(shí)每刻都在實(shí)現(xiàn)穿越、穿越、穿越

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你察覺不到這種穿越

是因?yàn)檫@個(gè)穿越的距離太小太小太小太小太小

只有“量子尺度”

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那么這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致什么呢?

導(dǎo)致整個(gè)世界都變成一部二次元?jiǎng)赢嬈?/p>

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看上去連續(xù)播放的動(dòng)畫

其實(shí)是由一張張不連續(xù)的畫面組成的

一張底片消失,一張底片出現(xiàn)

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多可怕啊

原來我生活在一個(gè)假的世界里

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微觀量子的不連續(xù)性

擴(kuò)大到了宏觀世界的不連續(xù)性

你就~~完蛋了

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這就是“量子化世界”

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光波是不連續(xù)地,一份一份的量子

那么也就可以理解為一種粒子

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那么“光波”也就是“光子”

同樣的

“電子”也可以是“電子波”

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愛因斯坦就像一個(gè)媒婆

他把“波”和“粒子”撮合到了一起

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他還撮合了另一對(duì):

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還有一對(duì):

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既然“質(zhì)量”和“能量”可以轉(zhuǎn)換

那么

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那么

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“電子躍遷”指的就是在一個(gè)原子里

電子吸收或釋放能量時(shí)

會(huì)進(jìn)入不同的“電子層”

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秒總把“電子層”比喻成“樓層”

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在沒有能量變化的時(shí)候

電子并沒有跳來跳去

它安安靜靜地宅在家里

這就是“基態(tài)”

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吸收能量時(shí)

電子就會(huì)跳到較外層

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因?yàn)榇藭r(shí)電子被激發(fā)了,所以叫“激發(fā)態(tài)”

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一直增加能量

電子就會(huì)繼續(xù)往外跳

直到脫離了原子核的束縛

變成了一顆“自由電子”

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此時(shí)電子被成功激發(fā)出去了

如果你沒有忘記上文的描述

你就會(huì)發(fā)現(xiàn)

這其實(shí)就是“光電效應(yīng)”的原理

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好了問題來了

電子是怎么從一層跳到另一層的呢

它是爬著上去、滾著上去還是咋的??

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你可能不知道

“電子”和“光子”的運(yùn)動(dòng)速度一樣

都是~~~

光速

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而電子要以超快的速度——300000000米每秒

跨越超短的距離——1000000000000000000分之一米

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那么它的運(yùn)動(dòng)方式一定很詭異

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那是怎樣的呢?

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它是從一個(gè)電子層消失

在另一個(gè)電子層出現(xiàn)

中間沒有過程

而是個(gè)不連續(xù)的“躍遷”過程

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因?yàn)殡娮榆S遷需要能量的參與

所以“電子的樓層”又叫“能層”

每一層又有樓梯,叫做“能級(jí)”

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那么電子在同一“能層”或“能級(jí)”里又是怎么運(yùn)行的呢

沒錯(cuò)

運(yùn)用的還是“不連續(xù)”的量子化鬼步

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?幽靈一般地從

從一處消失,在一處出現(xiàn)

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如果給這個(gè)幽靈電子拍照的話

每一張照片也都是不連續(xù)的

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注意看

疊加出來的運(yùn)動(dòng)范圍并不是一條連續(xù)的線

而是一坨不連續(xù)的點(diǎn)集

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但秉著科學(xué)的態(tài)度

我們不能把它叫做“一坨點(diǎn)集”

那樣顯得很滑稽

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因?yàn)辄c(diǎn)集很像云團(tuán)嘛

因而叫做“電子云”

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因?yàn)殡娮釉浦械狞c(diǎn)是隨機(jī)的

所以不能預(yù)測下一秒的電子會(huì)在哪里出現(xiàn)

這就像扔飛鏢一樣

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三分天注定,七分靠打拼

剩下的90分就沒辦法了

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整個(gè)電子云就像個(gè)“隨機(jī)飛鏢”

或者叫“隨機(jī)概率”

因而也叫“概率云”

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電子如果是“概率”

那么由它所組成的世間萬物也都是一個(gè)“概率”

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你無法預(yù)測一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)

也就無法預(yù)測任何事情

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就連上帝也得玩骰子

他也無法預(yù)測骰子會(huì)哪個(gè)面朝上

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所以

世界變得不可理解了

顫抖吧人類?。?!

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