※ 引述《NewFreedom (振作)》之铭言： : ※ 引述《jass970991 (半糖绿假面超人)》之铭言： : : 我最近在上一些课 : : 他讲到了E=hv : : 他是说电子能阶跳跃只能吸收或放出hv的整数倍 : : 可是 : : 我之前去听演讲的时候 : : 好像说有人证明 : : 只要大於hv : : 就算不是整数倍他也可以吸收 : : 有这件事吗??? : : 恩.... : : 有人可以解释原理给我听吗 : : 谢谢~ : 我翻了一下书本 Halliday第六版近物部分有提到 : "束缚的电子吸收与释放的光 只有特定的能量hf : 且一种释放能量的方法是一次一个光子" : 我没做过实验 所以只能靠书本 : 假设电子处於基态和激态1能量差是hf 可以用两个能量为 hf/2 的光子让电子同时吸收 : 但好像没听过 电子自发从激态1到基态 会产生两个能量为 hf/2 的光子 这个部份我比较不熟，因为场论基本上没办法计算束缚态电子的行为。 我不确定作生物物理理论的人是不是有特别的模型来处理这个问题， 不过如果以场论的角度来作定性描述的话， 电子不会在一次交互作用中吸收或放出两颗光子， 所以一次吸收或放出两颗光子的情形都是下面这张费曼图： γ e ︴ ／ ︴﹍﹍﹍／ 　／ ︴ ／ ︴ e γ 这样的话就没理由限制放出光子的能量刚好一半一半， 所以机率振幅要把两颗光子分走电子能量差的各种方式都积分一次， (当然这个机率振幅没办法真的去算，只是概念上的说明) 反过来说放出两颗光子时刚好两颗各分一半的光谱， 会小到比背景杂讯更微弱的情形。 而在吸收的情形虽然也是相同的道理， 但是实际制作双光子显微镜时可以用固定频率的光来挑出各分一半的情形。 这部份是我的推测，没有太大的把握。 闲扯一下， 当我们只会电磁学时，我们可以用多体问题算各种原子； 当我们会了量子力学，我们发现自己只会算氢原子； 当我们终於学会了QED，我们发现自己连氢原子都不会算了。 那我们到底是进步了还是退步了？XDDD : 还有 假设有有一个光子的能量 >hf : 应该也不能只让此光子做部份能量转换激发此电子到激态1 : 原因都是因为束缚电子的能阶量子化 : 另外我有个疑问 假设对氢原子来说 有个能量超过13.6 ev的光子撞到电子了 : 此时光子是像光电效应中 能量全部转为:电子脱离的束缚能+电子动能 : 还是像康普吞效应中 光子没被彻底吸收 而只是频率变小了 : 有办法判断吗 其中的原因又是什麽?? : 小弟是初学 如果有胡言乱语的地方 请大家教我 电子和光子的交互作用就只有一种， 就是电子吸收或放出一个光子，转一个角度。 这转一个角度包括时间上的转向， 这就涉及电子和正子的双对生成和双对湮灭(是这样翻吗？XD) (电子在时间上往过去跑就相当於正子往未来跑，这部份细节讲下去没完没了， 先当作已知的事实吧？XDDD) 所以同一种交互作用，不同的初始状态和末状态， 我们会给予它不同的命名。 但是初始状态和末状态并不是毫无限制的可以随便指定， 必须受到能量守恒和动量守恒的限制。 先从康普吞效应说起， 你的疑问在为甚麽自由电子不能吸收整颗光子对吧？ 来看看这个图： e ＼ ＼_______e ︴ ︴ ︴ γ 把其中一颗电子作劳伦兹变换到静止座标系就可以简单看出为甚麽不行： 光子撞到一颗静止的电子，被吸收後电子朝着光子原本的方向飞走， 因为动量守恒的关系，光子被吸收前的动量和电子飞走时的动量是相同的。 设这个动量为p，电子质量为m 则吸收前的能量为mc^2+cp，吸收後的能量为[(mc^2)^2+(cp)^2]^0.5 这两个能量要相等的唯一解就是p=0， 也就是没有光子的存在，什麽事都没发生。 所以自由电子只能发生康普吞散射，也就是刚刚画的这个图， 只是光子的方向有所不同： γ e ︴ ／ ︴﹍﹍﹍／ 　／ ︴ ／ ︴ e γ 电子吸收一颗光子，放出一颗不同频率的光子後转个角度飞走。 中间那条虚线还是电子，但是这种没有外角的线(internal line)， 意思是并没有实际产生而无法观察到， 只是因为整个过程中的量子起伏而好像生成了这样的粒子一样。 所以不需要满足E^2=(mc^2)^2+(cp)^2的限制， 背後的道理是测不准原理ΔEΔt>=h/2Pi。 那为什麽束缚态的电子可以吸收整颗光子？ 这是因为原子核的存在，使得电子在吸收光子时， 可以把一部分的动量分给原子核。 因此前面对於自由电子的推论在这里就不成立。 讲得更精确一点，其实电子吸收整颗光子是发生了这个交互作用： γ e ︴ ／ ︴﹍﹍﹍／ 　／ ︴ ／ γ(virtual) e ︴ ／ ＼ p p 电子把动量分给质子是透过电磁交互作用， 而电磁作用的作用方式是透过交换光子。 但是这个光子和前面画成虚线的电子一样是不满足E=cp的虚粒子。 注：其实这过程仍然是个低能量的近似理论，把质子假设成基本粒子， 实际上质子是由夸克组成，电子事实上是和质子内部的夸克交互作用。 当然以我这个作弦论的角度来说，这些东西都是弦论的低能量近似^o^ --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 218.166.57.147 已修正，谢谢XD 我说的自由电子指的其实是非束缚态(unbound state)， 例如像是阴极射线之类的东西。 石墨中的电子仍然是束缚态，虽然能阶几乎是连续的。 ※ 编辑: zweisteine 来自: 218.166.57.147 (08/31 00:22)