作业帮真空没有原子,是不是真空也没有温度?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/16 10:39:38
真空没有原子,是不是真空也没有温度?
既然是这样来问,显然并不是那么希望听到有各种各样的长篇大论的说法了.其实这样的看法基本上不错.有几个细节我再说明一下：
认为真空中没有“原子”,这个看法基本上是对的,但是这样的看法又太古典,且一旦把“原子”换成“粒子”,这个说法就不对了.不妨参考这个页面：《真空不空》,需要注意的是搜索这样的东西看很容易一不小心就看到民科说的东西,如果没有办法辨别民科,那就还是别搜了吧……文中提到“在场论中,每种粒子对应于一种量子场,粒子就是场量子化的场量子.当空间存在某种质量粒子时,表明这种量子场处于激发态；不存在粒子时,就意味着场处于基态,也即真空.质量粒子来自真空的激发是被当代多数物理学家接受的概念.正反粒子对产生已经被许多实验室证实.”正反粒子可以产生,理论上只要能量足够高,也是可以从真空中产生出原子来的,只是这个所需要的能量太高,因此难以实现,所以大体上题主的看法也不错.
另外,温度如果以“平均动能”的方式来定义,则理论上是要涉及到许多粒子的,如果讨论的粒子的数目逐渐减少,则如果再用“平均动能”的方式来定义温度会面临越来越大的涨落.当面对小系统,为了用起来方便,也可以采用其它的方式来定义温度,这里不细说.
另外,我还可以想到为何题主可能会产生这样的一个问题,因为我们平时常常听到这样的说法：
宇宙空间中的环境是高真空的；
宇宙微波背景辐射的温度是 2.7K .
这样的说法也很容易会给人引起一些误解.关于宇宙环境的高真空,这个说法当然是对的,但是这时的“高真空”,跟物理意义上作为一种理想状态的真正的“真空”是两回事,而跟真空实验里面所提的“高真空”意思是接近的,可以从所含的气体浓度低的角度来理解.而关于宇宙微波背景辐射,这里的“温度”跟平时我们用的热运动的方式来定义的温度又是另外一码事,需要注意的是,真空中依然可以存在电磁波,电磁波的传播不需要“以太”.微波背景辐射就是这样电磁辐射,它与最初的大爆炸有关,在刻画这种波段在微波范围内的电磁辐射的时候,可以发现,这样一种电磁辐射的特征谱和绝对温标 2.725K 的黑体辐射相同,因此也就称“宇宙微波背景辐射的温度是 2.7K ”.
认为真空中没有“原子”,这个看法基本上是对的,但是这样的看法又太古典,且一旦把“原子”换成“粒子”,这个说法就不对了.不妨参考这个页面：《真空不空》,需要注意的是搜索这样的东西看很容易一不小心就看到民科说的东西,如果没有办法辨别民科,那就还是别搜了吧……文中提到“在场论中,每种粒子对应于一种量子场,粒子就是场量子化的场量子.当空间存在某种质量粒子时,表明这种量子场处于激发态；不存在粒子时,就意味着场处于基态,也即真空.质量粒子来自真空的激发是被当代多数物理学家接受的概念.正反粒子对产生已经被许多实验室证实.”正反粒子可以产生,理论上只要能量足够高,也是可以从真空中产生出原子来的,只是这个所需要的能量太高,因此难以实现,所以大体上题主的看法也不错.
另外,温度如果以“平均动能”的方式来定义,则理论上是要涉及到许多粒子的,如果讨论的粒子的数目逐渐减少,则如果再用“平均动能”的方式来定义温度会面临越来越大的涨落.当面对小系统,为了用起来方便,也可以采用其它的方式来定义温度,这里不细说.
另外,我还可以想到为何题主可能会产生这样的一个问题,因为我们平时常常听到这样的说法：
宇宙空间中的环境是高真空的；
宇宙微波背景辐射的温度是 2.7K .
这样的说法也很容易会给人引起一些误解.关于宇宙环境的高真空,这个说法当然是对的,但是这时的“高真空”,跟物理意义上作为一种理想状态的真正的“真空”是两回事,而跟真空实验里面所提的“高真空”意思是接近的,可以从所含的气体浓度低的角度来理解.而关于宇宙微波背景辐射,这里的“温度”跟平时我们用的热运动的方式来定义的温度又是另外一码事,需要注意的是,真空中依然可以存在电磁波,电磁波的传播不需要“以太”.微波背景辐射就是这样电磁辐射,它与最初的大爆炸有关,在刻画这种波段在微波范围内的电磁辐射的时候,可以发现,这样一种电磁辐射的特征谱和绝对温标 2.725K 的黑体辐射相同,因此也就称“宇宙微波背景辐射的温度是 2.7K ”.