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光子的基本特性有哪些?

量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。 光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小,频率越高,能量越高。当一个光子被原子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。 光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=mc2=hν,求出m=hν/c2, 光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。 根据量子场论,一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能γ光子,而一对高能γ光子在高温下亦可发生反应产生一对正反粒子。比如在T=1015K的温度下可发生光子向质子和中子等重子的转化。 用费曼图表示的正电子-负电子散射(也叫做Bha-Bha散射),波浪线表示交换虚光子的过程。......阅读全文

光合作用有效光辐射测试原理——PAR, PPF, PPFD(一)

光合作用有效光辐射测试原理--PAR, PPF, PPFD阳光对植物来说是必不可少的,因为植物需要依赖阳光来进行光合作用,我们都知道阳光是一个连续光谱的光源,植物的光合作用主要是在可见光谱范围内进行的。随着科技的进步,人们逐渐根据自然光的连续光谱特性,生产出相应的标准光源。根据植物的生长特性,人们逐

太赫兹科学技术的新发展(四)

五、太赫兹波段信号的检测在THz波段的开发和利用中,信号的检测具有举足轻重的重要意义。因为,一方面,与较短波长相比,THz波段光子能量低,背景噪声常常占据显著的地位;另一方面,为了充分发挥THz系统的作用(例如,发现更微弱的目标、在更远的距离上通讯等等),不断提高接收的灵敏度也是必然的追求。在不同的

太赫兹科学技术的新发展(五)

下面举出光子晶体在THz科技中应用的实例。(1)THz波在光子晶体中的传播,德国半导体研究所(Instituts fürHalbleitertechnik)研究了THz波在光子晶体中的传播,结果表明:THz波在硅二维光子晶体中能很好的传播,理论和实验相符。(2)德国Freiburg大学Sherwin

光波不是电磁波的相关实验和理论依据

摘要:电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性,速度为光速。电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。通过微波卫星电视、小孔成像、反射、折射、棱镜色散实验以及微波屏蔽等实验,证明电磁波、光波两者的特性完全不同,采用频率(波长)无法

光子与辐射

光子,又称“光量子”,是光和其它电磁辐射的量子单位。一般认为光子是没有质量的,有些理论中允许光子拥有非常小的静止质量,这样光子会最终衰变成一种质量更轻的粒子。如果这种衰变是确实可能的,光子就是有寿命的,据最新研究表明其寿命为10的18次方年,甚至比宇宙的寿命都长,真正可以说得上是万世不灭。平常我们所

浙江大学发表7篇CNS,在材料,生命科学等领域取进展

  截止2019年10月10日,浙江大学在Cell,Nature及Science上发表了7篇重要研究成果,iNature系统总结了这些成果:  【1】高熵合金是一类材料,其中包含五个或更多近似等原子比例的元素。它们非常规的成分和化学结构有望实现前所未有的机械性能组合。这类合金的合理设计取决于对几乎无

石墨烯后又一轮超级材料创新高潮袭来

         多个类型的平面材料堆砌在一起,可能展现每个的最佳性能。图片来源:H. Terrones et al  物理学家习惯使用他们所能想到的最好的词语来形容石墨烯。这丝薄的单原子厚度的碳是灵活、透明的,比钢强、比铜导电好,虽然非常

活体生物发光成像技术的最新进展

活体动物体内光学成像(Optical in vivo Imaging)主要采用生物发光(bioluminescence)与荧光(fluorescence)两种技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA,而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP、RFP, Cyt及dyes等)进

太赫兹时域光谱技术原理分析和应用

太赫兹时域光谱技术是最新的电磁波谱技术。作为近年来颇受关注的一个技术领域,太赫兹技术在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、军事领域及生物领域中有重要的应用前景。 电磁波谱技术作为人类认识世界的工具,扩展了人们观察世界的能力。人眼借助于可见光可以欣赏五颜六色的世界,利用付利叶变换红外光

瞬间移动、信息绝密能实现吗?六问神奇量子世界

   还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……  在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军,带你一起走进神奇的量子世界。  

瞬间移动、信息绝密能实现吗?六问神奇量子世界

还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间…… 在量子世界里,这或许不是幻想。就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军,带你一起走进神奇的量子世界。

2019年中国学者86篇Cell,Nature及Science文章汇总

  2019年上半年很快就结束了,iNature盘点了中国学者在Cell,Nature及Science发表的成果,我们发现总共有86篇(截至2019年6月24日),具体介绍如下:  4-6月发表的文章  【1】2019年6月21日,西北工业大学王文,中科院昆明动物研究所/BGI 张国捷及丹麦哥本哈根

c分析在珠宝鉴定中的应用进展

1 引言激光拉曼光谱技术是一种以激光为光源,基于光子与物质的分子、原子之间发生的非弹性散射作用,由分子振动引发的拉曼谱线的数目、位移值的大小、谱带强度等信息不同,从而鉴定分子中官能团类别的分析手段。每一种物质都有特定的拉曼光谱,它是物质基本化学成分和结构的“指纹”。珠宝玉石由于具有不同的分子组成和晶

大家来打假:量子水、量子减肥...到底哪个才是真的

  这两年我们国家量子科学研究喜遇丰收好年景,我国研制的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”量子卫星顺利升空,利用“墨子号”,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验

新型光学装置为超级计算机提速

  美国每日科学网站12月22日报道题:更强大的超级计算机?新装置或可传输光信息。   研究人员们已经研制出一种新型光学装置,其体积极小,一个计算机芯片就足以安装数百万个这种装置。该装置可提高信息处理速度和能力,让超级计算机变得更快、更强大。   这种“无源光学二极管”是由两个微小的硅质环状

半导体生产流程

半导体生产流程 所谓的半导体,是指在某些情况下,能够导通电流,而在某些条件下,又具有绝缘体效用的物质;而至于所谓的IC,则是指在一半导体基板上,利用氧化、蚀刻、扩散等方法,将众多电子电路组成各式二极管、晶体管等电子组件,作在一微小面积上,以完成某一特定逻辑功能(例如:AND、OR、NAND

X射线荧光光谱仪的测试步骤

 X射线荧光分析是一种物理分析方法, X射线荧光光谱仪分析速度快。测定用时与测定精密度有关,但一般都很短,2~5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。  X射线荧光光谱仪是由物质中的组成元素产生的特征辐射,通过侧里和分析样品产生的的产生与特性当用高能电子束照射样品时,人射高能电子被样品中的电子减速,这

微波光子信号的产生(二)

1.3、谐波频率产生外差法的主要缺陷在于需要进行差拍的两路不同频率的光保持稳定的相位关系以确保获得比较小的相位噪声,而如果能从一个光源出发通过各种非线性效应产生高次谐波分量,就可以得到具有相对稳定相位关系的若干光频率,只要能从其中选取两个进行拍频,则可以解决这个问题。在前面提到的调制非线性就是一个例

微波光子雷达及关键技术(六)

2.5 光模数转换随着数字信号处理技术的飞速发展,雷达回波的信息提取基本上都在数字域完成。作为连接模拟域回波和数字信号间的桥梁,ADC在雷达接收机中发挥着重要的作用。由于ADC孔径抖动等原因,大的模拟带宽和高的有效位数在完全基于电子技术的ADC中难以兼得。因此,电ADC的性能往往成为限制宽带雷达发展

X射线荧光光谱仪(XRF)

  自1895年伦琴发现X射线以来,X射线及相关技术的研究和应用取得了丰硕成果。其中,1910年特征X射线光谱的发现,为X射线光谱学的建立奠定了基础;20世纪50年代商用X射线发射与荧光光谱仪的问世,使得X射线光谱学技术进入了实用阶段;60年代能量色散型X射线光谱仪的出现,促进了X射线光谱学仪器的迅

快速分析水体中的有机物

  水是人类最宝贵的财富,因此,在地球上广阔的区域内水都被严密地监控着。本文介绍了一种新型荧光光谱分析仪——可实现水质分析领域中有机化合物的快速分析。   超过71%的地球表面是被水覆盖的,人体总重的65%由水组成,水是所有物质代谢过程的基本要素,因此水质必须受到严格、密集地监控。水质

中国科大首次利用量子互文性产生出量子非局域性

  中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿领导的中国科学院量子信息重点实验室在量子力学基础研究中取得新进展,该实验室李传锋、柳必恒、韩永建及其合作者首次在实验上利用量子互文性产生出量子非局域性,并首次证明光子的测量结果与其历史无关,为堵上非局域性检验中的自由意志漏洞打下了重要基础。该成果于11月

推开奇妙的量子之门

  2015年年底,世界顶级物理杂志、英国物理学会下属的《物理世界》公布了本年度国际物理学领域的10项重大突破,中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等以“多自由度量子隐形传态”的研究成果入选,并荣登榜首。在量子研究领域,这仅仅是该团队无数荣誉中的一项。在2015年度国家科技奖评奖中,潘建伟、彭承志等为

我国预计2030年建成量子通信网 每户配一个“密钥机”

  16日凌晨,我国在酒泉卫星发射中心成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。  中国在量子科学领域的这一“领跑动作”引发了全世界的关注。因为这不仅标志我国空间科学研究又迈出重要一步,更有媒体预测,伴随着量子信息技术逐渐走向实用化,其衍生出的量子通信技术,被誉为是继微电子信息之后,最有可能引发军

12层楼高的水晶球逼幽灵粒子现身

  两座核电站之间,700多米深的花岗岩下,正开掘一个巨大的空洞,容纳一个12层楼高的“水晶球”。来自球中的一次次闪烁,将吐露中微子的身世秘密。  位于广东的正在建设的江门中微子实验装置,是中国前所未有的最复杂的高能物理实验装置。与当前最好的国际同类装置相比,它的规模大20倍,精度提高近一倍。  世

毫米波与太赫兹技术(三)

1.3 窄带太赫兹连续波源窄带太赫兹辐射源的目标是产生连续的线宽很窄的太赫兹波。常用的方法包括:a) 利用电子学器件设计振荡器,尤其是以亚毫米波振荡器为基础,提高振荡器的工作频率,以设计实现适合太赫兹频段的振荡器。由于这一特点,目前报道的太赫兹源的工作频率主要集中在较低的太赫兹频段。但是,在此基

量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式

   打个电话,会不会被窃听?通过网络传送一份保密文件,途中被他人窃取咋办……现代社会,信息安全面临的问题越来越多。  有没有一种不可破译的保密方式,能让传送的信息绝对安全可靠?近些年来,量子通信技术的飞跃发展正让梦想成为现实。  一问:什么是量子?  量子是光子、质子、中子、电

走近“颠覆性技术”:量子通信能否取代传统通信?

   打个电话,会不会被窃听?通过网络传送一份保密文件,途中被他人窃取咋办……现代社会,信息安全面临的问题越来越多。  有没有一种不可破译的保密方式,能让传送的信息绝对安全可靠?近些年来,量子通信技术的飞跃发展正让梦想成为现实。  一问:什么是量子?  量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的

量子卫星来啦,瞬间移动还有多远?

  还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……  在量子世界里,这或许不是幻想。  啥是量子?简单来说,量子是构成物质的基本单元,是能量的最基本携带者,不可再分割。量子世界中有两个基本原理:一个是量子叠加,就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上,著名的

毫米波与太赫兹技术

今日推荐文章作者为东南大学毫米波国家重点实验室主任、IEEE Fellow 著名毫米波专家洪伟教授,本文选自《毫米波与太赫兹技术》,发表于《中国科学: 信息科学》2016 年第46卷第8 期——《信息科学与技术若干前沿问题评述专刊》,射频百花潭配图。引言随着对电磁波谱的不断探索, 人类对电子学和光学