火、电、光是什么?

这3种系由什么构成?
2025-02-02 21:07:46
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回答1:

火是物质燃烧产生的光和热,是能量的一种。必须有可燃物、燃点、助燃气体(不一定是氧气)并存才能生火。三者缺任何一者就不能生火。
火是很泛的概念,基本包含两大元素:发光(光子的产生)和产热(如氧化、核反应所致)。在生活中,火可以被认为是物质发生某些变化时的表征。很多物质都能在某些特定的变化或说反应中产生光和热,两者共同构成我们所说的“火”。
譬如以蜡烛为例,蜡烛燃烧时当然产生了火。但我们到底该认为谁是火呢?是蜡,还是二氧化碳、水,甚至是炭或蜡分解出的小分子有机物?
水和二氧化碳是无法独自产生火的,可排除此可能性;我们在蜡烛燃烧时看到黑烟,说明炭还好好的存在着,并未发生反应,所以这种可能性亦不存在,至于其他杂分子,也是燃烧的副产物,既然称为产物,则不会在我们所讨论的反应过程中发生变化了,排除。只剩下蜡了。蜡是火?确实荒谬。不错,蜡本身绝不是火,但火源自蜡,而非上述任何其他物质,这是肯定的。蜡产生了火,而火却不是此反应中的任何反应物或生成物本身!火就是火自己!但火实际上确是一种物质,但又不仅仅是物质。
或许我们也会问“闪电是什么物质?”,有人可能会回答道“闪电是一种现象,不是一种物质”,这样的答复没什么意义。其实这个问题颇值得思考。闪电产生于空气中,更准确地说,是云(以水为主)中。书本告诉我们闪电是电中和所致,但这并不直击问题要害。相信某人说“闪电是一种大自然的现象”没人会反驳,但我提出的闪电与他说的闪电是两个不同的词。我说的是一个物质名词,他说的是一个动名词!举个例子,我说的闪电好比雪snow,而他所说的闪电好比下雪fall of snow OR snowing。对于火的理解,也有相同的理解分歧。但是,我们要清楚一点,任何自然现象都是物质的。客观存在的是物质本身,而其现象只是人脑中的反映,或说人的感知及后继的理性思考。

电是一种自然现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间的产生排斥和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种:我们把一种叫做正电、另一种叫负电。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸,吸引或排斥力遵从库仑定律。

被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。

国际单位制中电荷的单位是库仑。1库仑=1安培·秒
若导线中载有1安培的稳恒电流,则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。
库仑不是国际标准单位,而是国际标准导出单位。1库仑=1安培·秒。一个电子所带负电荷量e=1.6021892×10-19库仑,也就是说1库仑相当于6.24146×1018个电子所带的电荷总量。

可以激发视网膜产生视觉能力之辐射能;电磁波之可见光谱范围为380~770nm(10-9m)
光分为人造光和自然光。我们之所以能够看到客观世界中斑驳陆离、瞬息万变的景象,是因为眼睛接收物体发射、反射或散射的光。光与人类生活和社会实践有着密切的关系。

光源:能自身发光的物体称为光源。光源分冷光源和热光源;
冷光源:指发光不发热(或发很低温度的热)。如萤火虫等;
热光源:指发光发热(必须是发高温度的热)。如太阳等;

严格地说,光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。有实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉,但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域,甚至X射线均被认为是光,而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。

光具有波粒二象性,即既可把光看作是一种频率很高的电磁波,也可把光看成是一个粒子,即光量子,简称光子。

光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程。

光是地球生命的来源之一。

光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。光是信息的理想载体或传播媒质。

据统计,人类感官收到外部世界的总信息中,至少90%以上通过眼睛……

光就其本质而言是一种电磁波,覆盖着电磁频谱一个相当宽(从X射线到远红外)的范围,只是波长比普通无线电波更短。人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。

当一束光投射到物体上时,会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。

光线在均匀同等介质中沿直线传播。

光波,包括红外线,它们的波长比微波更短,频率更高,因此,从电通信中的微波通信向光通信方向发展,是一种自然的也是一种必然的趋势。

普通光:一般情况下,光由许多光子组成,在荧光(普通的太阳光、灯光、烛光等)中,光子与光子之间,毫无关联,即波长不一样、相位不一样,偏振方向不一样、传播方向不一样,就象是一支无组织、无纪律的光子部队,各光子都是散兵游勇,不能做到行动一致。

光反射时,反射角等于入射角,在同一平面,位于法线两边,且光路可逆行。

光线从一种介质斜射入另一种介质中,会产生折射。如果射入的介质密度大于原本光线所在介质密度,则入射角小于折射角。反之,若小于,则入射角大于折射角。但入射角为0,则无论如何,折射角为零,不产生折射。但光折射还在同种不均匀介质中产生,理论上可以从一个方向射入不产生折射,但因为分不清界线且一般分好几个层次又不是平面,故无论如何看都会产生折射。如从在岸上看平静的湖水的底部属于第一种折射,但看见海市蜃楼属于第二种折射。凸透镜凹透镜这两种常见镜片所产生效果就是因为第一种折射。

激光——光学的新天地

激光光束中,所有光子都是相互关联的,即它们的频率(或波长)一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。激光就好像是一支纪律严明的光子部队,行动一致,因而有着极强的战斗力。这就是为什么许多事情激光能做,而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因。