2020年8月24日 星期一

海筆與量子化學


這是一隻海筆。但身為物理人,我抓到的點大概跟你們不一樣——

「大部分的光波會被水吸收,但藍光比其他光波傳得更遠。」

在普物學過雷利散射的人,都知道紅光比藍光傳得更遠,因為藍光更容易被吸收與散射。這也是天空是藍色、而朝晚霞和月全食是紅色的原因。

那為何在水中並非如此?

這牽涉到量子力學中分子振動能階的躍遷,計算可得藍綠光最不會被水分子被吸收(下圖最低點處):


這也是水是藍色的原因。我不是在講天空映在海上的倒影,我講的是水自己就會顯藍色,國小生畫杯水時並非亂著色。如果你看不出水是藍色的,那是你老了眼睛不好。(誤)

為什麼標題是量子「化學」、而非量子物理呢?行話裡,如果講「原子」裡的量子力學,我們會說「量子物理」;但如果講到「分子」,我們就會說「量子化學」了。不要問我為什麼,我也是最近才知道。

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好,現在問題來了——文中描述:天空呈藍色是因為藍光在天空中「容易」被吸收,而海呈藍色是因為藍光在水中「不易」被吸收。兩句話聽來矛盾,這是哪裡出了問題?

2 則留言:

  1. 為什麼!是哪裡出了問題!!

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    1. 好孩子~如果你因這問題煩惱得睡不著覺——歡迎加入物理系!

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