光子是怎麼產生的？

shawn2022-02-18 09:31:04

光子也是自然界的基本粒子，是電磁場的激發態，只要有電磁場存在就存在光子。

簡單的話你可以這麼理解，凡是核反應釋放出的能量，最終實際上都是以光子形式存在的。注意，千萬不要以傳統的經典力學去思考問題，把光子和電磁波割裂開。 要要始終記住一個概念，光子就是電磁波，電磁波的激發就是光子，產生了光子就代表產生了電磁波。

電子從高能級規定躍遷到低能級軌道， 電子的能量變低了，那麼根據能量守恆，這部分能量就必須被釋放出來。 釋放出的能量就是以電磁波形式存在的。電磁波即為光子。

太陽輻射光子是因為在太陽內部發生了核反應，輕的原子核發生了聚變，中學也學過，鐵一下的輕核發生聚變，會產生質量虧損。那麼虧損的這部分質量其實就是一電磁波的形式存在，這個就是太陽所輻射的光子。

那麼，要繼續刨根問底，你就要問，為啥多餘的能量會以電磁波形式存在？

這個要從我們時空的基本特性說起。

我們所處的這個宇宙，存在一種叫做零點真空能的能量。

也就是說，我們的宇宙，即使是在什麼物質都沒有的真空，也存在能量，這個能量是什麼東西？哪裡來的？

現代理論認為，在真空中，會不斷的生成虛粒子對和虛光子。也就是說，在真空中會形成一對正負電子，在非常短的時間內，正負電子又會湮滅成虛光子，接著虛光子再生成正負電子對，如此往復。這個過程叫做真空漲落。

這個真空漲落的現象，已經被著名的實驗卡西米爾效應所證實。

卡西米爾效應，就是在真空中防止兩塊平行的金屬板。按照經典力學，這兩塊板子之間除了萬有引力不可能有任何作用力。

但實際上，當兩塊板子慢慢靠近後， 兩塊金屬板之間會突然產生吸引力。這個吸引力相當強烈，當兩塊金屬板靠近月10個奈米時，兩個金屬板之間的力，相當於外界一個大氣壓所產生的壓力。

為什麼會產生相互吸引的電磁力？ 這主要是因為金屬板使得原本就存在於真空，不斷漲落的電磁場極化了，從而產生了靜電力。這個叫做真空極化。

要徹底理解卡西米爾效應，需要學習量子力學。但是最起碼你要明白，這說明『真空確實是不空的』。

而電子的存在，本來就可以使真空漲落。電子之所以能形成靜電場並且正負電子相互吸引，正是這個原因。

當電子從高能級向低能級躍遷時，是的周圍被極化的電磁場的狀態發生了改變，從而向外輻射電磁波。這就是電子躍遷產生光子的根本原因。

至於核聚變，兩個原子核形成一個新的原子核，為什麼會產生電磁場，這個原因更加複雜。有機會請學習量子力學，量子色動力學，標準模型。