《命运骰子——量子力学简史》（第三十章）

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标 题: 《命运骰子——量子力学简史》（第三十章）
发信站: 两全其美网 (Fri Aug 29 16:26:39 2008), 本站(lqqm.net)


《命运骰子——量子力学简史》（第三十章）


第三十章 再谈测量问题：对光谱的测量

（1）
这个世界，是非常模糊的，如果不仔细思考，不仔细分辨，直观主义会带来足够多的误会。


梁实秋曾经问过“有一件事情，男人站着做，女人坐着做，小狗翘着一条腿做”。这是一件什么事情？梁实秋说，这件事情是握手——这个答案是具有技术性的。


同样道理，当物理学家去测量一束光的强度的时候，需要更加高的技术性。在本书第十四章，读者们已经了解到，如何测量光的波长。这一章，则要谈论另外一个问题，那就是如何检测一个光源随波长的光强分布（光谱）。


（2）

首先，有一个基本的问题，那就是有没有一个绝对标准的光源。

家庭用的钨灯，是一种热辐射发光的灯泡，这种灯泡发出的光谱，肯定不是严格的黑体辐射谱，因为钨会产生一些比较尖锐的特征峰。


那么有没有标准光源呢？


这个问题也许你觉得一点也不重要，那么，我们可以问性质一样的另外一个问题：“如果一个姑娘穿的是红衣服，你觉得这衣服真的是红色的吗？”


本书各位亲爱的读者朋友们，尤其是男性读者，理应思考这个问题，否则读这本书就显得有点附庸风雅了。


理论上存在的绝对标准的光源，大约只有2种，一种是黑体辐射，基于普朗克等人的计算。另外一种，则是同步辐射，基于史温格的计算。这两种连续光谱是相对比较纯洁的光谱。也被认为是，真正标准的光谱。

一般做遥感研究的人，研究卫星探测到的植被对太阳光的反射光。 其他行业也是一样，探月卫星上安装有x射线探测仪等等光谱仪器，其主要功能就是发射一束入射光，然后研究反射光。


在这个意义上，入射光必须是已知的。——这就需要对光源发出的光谱，有清晰的认识。

（3）


当一个光源发光以后，比如说一个滨松的氘灯 发光以后，有一个光谱，这需要仪器去测量出来。除了单色仪可以扫描波长以外，需要一个检测光强度的仪器。探测光强度的装置由很多种类，比如数码相机用的CCD，或者说一个光电倍增管。

以光电倍增管为例。当不同波长的光照上去以后，它的响应曲线并不是一条直线，而是一条曲线（依赖于量子效率）。因此，你能够测量到的光谱，其实是入射光谱和光电倍增管响应曲线相乘以后的乘积曲线。



（4）

因此，当我们真的是探测一个光源光谱的时候，我们在仪器上能看到的光谱图，实际上并不是真实的。


可是，真实的光谱到底应该是什么样子的呢？


这只是没有读过量子力学的人才会问的傻傻的问题。 本书读者应该很清楚了，真实的光谱是不存在的，这个世界是基于观测的，而观测是仪器依赖的。


非常幸运，我们生活在一个模糊的世界里，才会如此精彩。