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如果光是电磁辐射,那为什么我从来没有听说过带正电或负电的光/光子?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-25 08:59:36

因为电磁辐射,实际上是电磁场,是不带电的。

电荷起着不同的作用。它们充当电磁场的源。

静态源,如静止的电子,会产生静电场。经过加速运动的源会产生电磁场的变化,然后从源处传播出去。

在远离任何源的地方,这些变化仍然传播,作为“真空”电磁场的平面波解。没有电荷,只有(无电荷的)电磁场本身。这些传播的变化就是我们所看到的电磁辐射。

现在想象一下如果电磁场带电荷会是什么样子。然后一个加速的电子不仅会引起电磁场的变化,还会增加或失去电荷。这可是个坏消息!例如,这可能意味着,仅仅由于加速运动的结果,原子就可以变成不同的原子(质子失去电荷而变成中子,或者相反)。元素周期表本身就不稳定;我们就不会有我们所知道的化学。

所以即使电磁场是由电荷产生的,磁场本身是不带电荷的,这是一件好事。

但只是为了迷惑你(自然有这样做的习惯对我们),这还不是全部的故事。在粒子物理学的标准模型中,光子(即电磁场的量子)只是构成电弱相互作用的四种不同粒子中的一种。还有一个中性粒子,z玻色子;但也有两个“带电光子”,W+和W-粒子。当这些粒子介导相互作用时,它们确实会增加或移除电荷,将电子转换成中微子(或将电子转换成中微子)或将质子转换成中子(或将质子转换成中子)。事实上,弱相互作用在一种放射性形式(衰变)中起作用。

幸运的是,与光子不同,这些额外的玻色子质量非常大。质量意味着能量,过多的能量意味着这些粒子衰变,分解得非常快。所以它们不能在很远的距离上进行相互作用。这就是弱相互作用出现的原因,弱,因为它的范围很短。这就是为什么像衰变这样的事情很少发生,而不是扰乱我们的基本化学。
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