一個原子從空中划過,它雖然是中性的,但是它的質子或電子是否會產生電磁波?比如一個籃球動了一下所有原子?


運動太慢,能量太低。


樓上幾位答得都很到位啊。關於熱輻射的延伸,讓這個問題更有意思了。而正負電荷抵消這一說法也很值得思考。

依著高中物理的說法,電荷定向運動產生電流,變化的電流(也就是電荷的變速運動)產生變化的磁場,變化的磁場感生變化的電場,電場再感應出磁場,,,,這來來去去就是所謂的對外輻射的電磁波了,,吧。

那麼,整體來看,一個電中性的原子定向運動,粒子不帶電荷,根本不會產生電流,自然不會有所謂電磁輻射。否則,我們通過氣體的熱擴散,或者液體的定向流動就可以發電了!?joking

當然,樓主的疑慮是在將原子核和電子分立考慮時的情況。但分立考慮就必須知曉電子與原子核的相對運動。量子力學裡說,電子的具體位置,不可確定,只能通過波函數及對應概率密度函數表達,就是所謂的電子云。也就是說,需要將樓上關於正負電荷疊加求解電流的公式套入具體波函數才能嚴格論證。而這個具體的波函數,需要是該原子定向運動時特有的波函數。也就是說,問題歸結為,令單個原子做長程定向運動的外場條件,是否會影響該原子的電子云?。。。

再說熱輻射,涉及原子的熱振動,其本質上已經和"從天空划過"這種宏觀運動沒有關係了,但絕對零度以上,這種形式的輻射避免不了。至於熱輻射的來源,從上述描述中,題主也能得到一些理解吧。

實驗論證方面,我能想到的最接近樓主問題的實際例子是低氣壓的惰性氣體,自由程得夠長。但可以想像,純粹由這種變速運動產生的電磁波(如果有的話)也應該是遠小於熱輻射,以至於無法採集研究。


絕對零度以上的物體都產生電磁輻射。

還有,在電磁波的環境中實物基本上都會被激發或吸收電磁輻射,你看到的物體的顏色就是吸收電磁波後發射特定波段的電磁波的現象。熒光物質就是被可見光激發後產生的電磁波。這些電磁波的產生表面上看是所謂電子躍遷,實際上質子作為正電荷也參與其中,形成原子領域的電磁振蕩從而表現出電磁波輻射。


我先把提問的文字精確一下:一個處於完全基態的原子,在無外場的真空中運動,它是否發射電磁波?

先從非量子力學角度分析:這個原子的狀態,在一個與它相同速度運動的觀測者眼中,是一個靜止的、基態的原子,那麼它不可能發射電磁波,因為沒有更低的能態了。顯然,在一個靜止的觀測者眼中,它同樣無法發射電磁波;這還有一個等效的解釋是,因為「向前發射光子而減速」無法同時確保動能守恆和動量守恆。

然後引入量子力學,一個孤立的原子不是一個可以明確定義的狀態,因為確定的動量和確定的運動軌跡是矛盾的。你可以認為它處於已發射光子和沒發射光子的疊加狀態,但你不可能去測量,因為那樣會違背真空的題設。

常規的量子力學敘述是這樣的:這個基態的原子在不斷地發射和吸收光子,一個光子氛圍包裹著這個原子,但沒出現發射向遠方的實光子,因為它處於基態。


當然會,一切高於絕對零度的物體都會產生紅外線

紅外線丫的就是電磁波啊。

為什麼物體會高於絕對零度?因為它的分子存在熱運動。

所以,只要這個原子在運動,那麼它的質子以及電子就會不斷產生電磁波。

所有機械運動和化學反應都需要電磁波作為媒介進行。

比方說一個籃球動了一下所有的原子,怎麼動的?肯定就是一邊的分子或者原子遭到碰撞,接著以電磁波作為媒介,一個接一個的撞過去。

因此,只要原子或者分子運動,就會產生電磁波。


你這屬於微觀宏觀相結合,自然界中不會有這樣的狀態。

單純分析,穩定狀態的原子質子帶正電,中子中性,電子帶負電,所以整體呈中性。假設能夠整體移動,根據假想的條件來看,他不會行成電流,那麼自然也不會有磁場變化。

推假設一個物體所有的原子都朝一個方向動了一下,那麼回到宏觀視角就更容易理解,比方你拍了一下球。從微觀看,組成籃球的分子緊密結合,整體呈中性,所以也不會產生電流,也就沒有磁場變化。

喜歡思考是好事,但要注意基本的邏輯,基礎的科學常識。


原子在空中划過,怎麼可能?在空氣中發生的分子之間的熱運動現象知道嗎?看到你的提問,就說明你不知道。否則也不會有這種想法和問題的提出,所以,你的提問是不成立的。


不會,之所以認為會還是採用了經典力學的觀點,彷彿電子和原子核都有確定的軌道。然而這種看法是錯誤的,電子軌道不可預測,無法分離出來,因此不會產生電磁波。

補充1:

不是,因為電子沒有確定的軌道,等價存在於原子核中心,所以整體維持電中性,不激發電場或者磁場。這是運動的籃球不會產生電磁場的第一個原因。

其次運動電荷產生磁場,正確。產生電磁場?錯誤。必須是隨時間變化的磁場、即變速電荷產生的磁場才能產生電磁波。

如果你希望產生電磁場,不妨給這個籃球帶上靜電,然後再不停的運球,理論上可以產生微弱的電磁波。

補充2:

電磁波是物質,還有能量,假設會激發的電磁波,那麼能量從哪裡來?但是這和原子處於基態矛盾。

補充3:

題主還是堅持認為原子可以分割看做電子和質子,能夠隔著一段距離,然後變速運動可以激發電磁場。這種看法和實驗結果矛盾。在這個問題下,電子的軌跡好像一個球,均勻包裹了原子核,在電子云範圍內隨機產生,所以對外等效於電子在原子核中心,保持電中性。否則原子應該是一個方向帶正電,反方向帶負電,顯然這是錯誤的。


應該是不會的,單個原子如果向外輻射電磁波必須是某個電子向低能級躍遷,雖然這是我們的宏觀描述,內部的因素沒有人知道。就是說雖然運動的電荷會產生電磁波,但是單個原子中的原子核與電子會想辦法達成一種穩定的相互抵消的狀態。

除此以外,一切物質的運動都會產生引力波而消耗能量,單個原子也不例外,從理解上看,這種消耗應該是速度上和自旋這種運動方面的能量,最終反映到質量上。這個如果有大神給幫忙解釋一下就好了。


點電荷產生的電磁波取決於它的加速度。互相接近的正電荷和負電荷因加速度產生的電磁波會幾乎相互抵消,最後剩下的電磁波應該差不多是 [公式] 這樣子


那個籃球 根本不需要你多此一舉的移動它,它本身的熱運動就會有紅外輻射吧,這也算電磁波吧。只不過我一直無法理解電場磁場及電磁波這種存在形式。


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