空气中的光子实际上具有非常短的寿命,并且基本上非常快地被物质吸收,光子会遇到空气中的空气分子,灰尘,水蒸气和其他物质,这些其实都吸收光子,很多人不明白这是什么意思,让我从微观角度讨论分析光子是如何被吸收的,其实不仅是氧,氮,二氧化碳分子,而且雾霾,水分子等都具有原子结构,这些原子在化学键的作用下形成分子。
只有通过分子的叠加才能有机会形成可见的物质空气除外,空气中的各种原子都有核外电子,光子撞击核外电子后会被吸收,吸收光子的核外电子将处于激发态,理论上的话,具有相似吸收光子频率的光子将被释放,因此空气中的光子被原子核外的电子吸收后,它们将处于激发态并释放光子,因此空气中的光子是一个持续吸收和释放的过程。
如果光子不会被吸收,那么我们就看不到物体的颜色。这是因为光子被物体吸收后,再次发射的光子将呈现与原始光子不同的频率,该频率是可见光范围内物体的颜色,根据著名科学家爱因斯坦的质量能量方程,单个光子具有相对论质量。但是单个光子不会自发地衰变成其他粒子。
只有当两个高能光子,伽马射线相互接触并且高能光子的相对论质量超过电子质量时,有可能会转变成一对正负电子。并且在碰撞前后,动量和质量能量的守恒得到了严格的满足,科学家们已经在实验室完成了这一转化过程,另外从相对论时间扩张效应的角度来看,对于单个光子来说它的时间其实是停止的,也许这也是光子寿命无限的原因之一。
关于为什么光子在空中可以飞来飞去它又是怎么消失的的问题,今天就解释到这里。