他们紧密相关的关于核裂变和核聚变的知识给大家做了一些简要的讲解。接下来。啊,我们在接下来的两讲课程里。我们将带着大家一起来了解一下基础科学理论中大家感兴趣的程度相对比较高的,也就是关于光,还有关于天文学研究的啊一些知识。其实关于这两方面的研究,我们人类。都还是处在婴儿的时期,还是处在婴儿时期。科学家对于这些知识的一个认知,目前来说都还只能是。通过观察到的一些现象。来总结出一些具有一定的使用价值的规律。但是呢,对于他们的本质。科学家们都还没有办法。东西。不过也正因为是这样。光以及天文学相关的知识。才会被蒙上一层神秘的面纱。才会让大家啊如此的感兴趣。但是相对的呢。这样呢,也使得啊不少的伪科学有了可乘之机。这些伪科学,他们为了去吸引流量。总会喜欢从光或者天文学这两个方面去篡改,甚至凭空捏造一些科学理论或是实验结果。而这这样做的啊,一个结果就是。使得我们在。在科普的这条道路上走的跌跌荡荡。所以我们这里就特别的把与这部分相关的一些内容,一些科学知识给大家做一个简单的讲解。这样呢,也可以提高一些大家对于科学啊,对于伪科学的一个判断能力。首先。在学习光的啊有关知识之前,我们需要先了解两个东西。一个是例子。另外一个叫做波。在目前目前的科学界里面。科学家们,他们把绝大多数的我们所能够感受到。或者观测到的东西。把他们。大致分成了两类。也就是我们刚才所提到的粒子和波。比如我们前面给大家讲到过的。组成物质的基本结构。原子和分子。这些呢?科学家们都把它归类为粒子。关于这些我们也可以啊,关于这个例子,我们也可以通俗一点来理解。也就是啊,都是由一些小颗粒啊组成的东西。只是呢,这些小颗粒啊,有不同的品种。其实这也就是我们前面给大家提到过的那一个元素周期表。然后呢,这些不同数量,不同品种。送的颗粒。他们会以不同的排列的方式。啊,进行组合。就组成了我们现在所可以看到的绝大多数的物体。比如说我们比较熟悉的。钻石。还有铅笔芯。它们啊,其实它们的主要的成分都是碳原子。只是呢,它们的排列方式啊,有些不同。正是这种不同的排列方式。才让他们具有了不同的硬度和光泽。其实这一点呢啊,就很像我们小朋友啊,用积木去搭房子一样。那么可能啊,一些小朋友啊,他们这些小朋友用同样的积木。去搭房子。有的小朋友搭出来的房子就是又坚固又好看的。但是有的小朋友搭出来的啊,这个房子啊,就不太坚固啊,也不太美观。啊,所以这其实就类似于我们这个碳原子组成的这个钻石和。这一个。铅笔芯啊,这样一种情况啊,其实呢,它们都是由碳原子组成的,只是结构不同而已。那么关于例子呢?因为我们在前面的课程里面已经给大家做了十分细致的讲解了。所以这里呢,就不再啊重复了啊,不再重复了。另外,除了例子之外。还会还有一些东西,就是我们日常接触到的还有一些东西,它是以波的形式。啊,存在的。比如说。我们所能够听到的各种声音。还有用来传播无线电信号的电磁波啊等等这样一些东西。他们都是属于波。那关于波呢,我们前面也没有给大家做过啊,系统性的讲解。所以这里呢,可以给大家详细的讲解一下啊,这一个波啊相关的知识。呃,对于这一个波呢,我们可以有一个最直观的理解。比如说我们往水里面扔一块石头。扔一块石头之后,我们就可以看到一圈一圈的扩散开的波纹。这一点其实就近啊,这其实就是最为简单的,我们肉眼可以看见的波。啊,所以啊,另外呢,还有一点就是波呢,它不是具体的物质,它的存在啊,主要是用来传递信息的。啊,它的作用是传递信息。比如说我们这里提到的这一个波纹。他其实是在石头扔下去的时候。和石头接触的这一部分水。就会发生上下的震动。那么它的这种震动就会带动起旁边的水发生相同的震动。而且。如果在不考虑这个能量损耗的情况下。旁边的这个振动,旁边这个水,它的振动方式会和中间的这个水。是完全相同的啊,因为它是被带动着发生震动的。而这样啊,这就像其实他啊,这种形式就有点像我们第一次在操场上做广播体操的一群学生。排在最前面的是我们的领超员。那么领超元他做了一个动作之后,后面的同学就会一个接着一个的学着做。那么这样。这一个啊,做广播体操的这个动作就被。一个一个往后面传递下去了。而我们刚才讲到的这个波,它其实也是以相同的啊,类似的方式去传递信息的。啊,它这个传递信息的过程就是啊一个啊,波的一个啊,就会以波的这种形式啊体现出来。当然除此之外啊,包括我们耳朵。所能听到的远处的别人说话的声音。它也是空气把远处的声音以震动的方式。啊,来以波的这种形式传到我们耳朵里面来了,那么我们就可以听见。我们就可以知道别人说话的内容。当然呢,这里呢,我们只是给大家举了一个最为简单的,最为容易理解的机械波的例子。而且呢,这种机械波它是没有办法在真空中进行传播的。啊,所以我们在真空中啊,在太空中是没有办法听到别人说话的啊,是听不到任何声音的。而除此啊,另外除了机械波以外,其实我们接触最多的还有另外一种波,叫做电磁波啊,这个。这是我们现在接触最多的。而这种波呢,它是可以在真空中进行传播的。比如说我们平时接触最多的啊,就是我们的手机信号。还有广播。当然啊,如果我们到医院啊,会看到啊,还有医学上进行影像检查技术所涉及到的X射线。另外还包括了我们后面会给大家讲到的各种各样的啊,这些可见光啊,这种光啊等等这样一些东西,它们都是属于电磁波的范围。不过呢,可见光啊,它和其他的电磁波呢,有一定的区别。它呢,具有一定的特殊性。啊,这一个呢,后。后面我们会给大家啊去详细的讲到,讲到啊,在下一讲课程里会给大家做详细的讲解。啊,我们啊,大家都知道的是啊,还有一点就是大家都知道的是,不同的电磁波,我们的应用领域都会有所不同啊,其实从我们刚才举的这几个例子也可以看出,手机信号还有医疗用途啊,那么他们的应用领域。都会有所不同。而他们呢,对人体可能产生的影响其实也是啊,有所不同的。只是呢,大家都是在各个领域里面的啊,专业技术人员啊,都是在不同领域的专业技术人员,所以对于其他领域的研究呢,并不是特别的深入。啊,有可能啊,会被一些具有营销目的。或者具有其他功利目的的科普啊所误导。所以在这里呢,我们给大家把关于电磁波的一些基本原理。还有它的分类,给大家做一个简单的讲解。首先,关于电磁波。电磁波,它有一个十分重要的属性。叫做频率。关于这个频率,我们可以把它理解为物体振动的快慢速度啊,物体振动的快慢。只是呢,电磁波啊,它这里面所谓振动的快慢啊,它所震动的并不是我们看得见的啊,具体的物体在上下震动啊,不像我们刚才啊提到的水波啊,它那个水上下震动啊,不是啊,它是。啊,它震动的是相互。互变换的,交互变换的电磁场啊,它是电磁场啊,在做交互变换。而频率对于科学研究,它其实是具有十分重要的意义的。比如说我们这里给大家讲到的这个电磁波。我们这个电磁波,我们是通过对电磁波频率的分析。我们就能够掌握它的一些基本的性质。以及它的应用方向的。电磁波它频率的单位啊,我们是叫做赫兹啊,叫做赫兹。电磁波频率的范围,其实它这个频率的范围的跨度是非常非常大的。电磁波频率最低的。是可以小到3Hz,就是最小的电磁波。频率是3Hz啊,甚至更小。而频率最高的电磁波,它的频率可以达到30亿赫兹啊,这个E是ABCDE的E啊,是英文字母E啊,31赫赫兹。这一个数据啊,他也就是。十三十乘以10的18次方啊,啊以上。那么这里的这个啊,30啊,3×10的18次方和3亿赫兹啊,其实是代表的是一样的大小。而这一个啊,表示方法,它其实是一种科学计数法。它是相当于是。三三十后面还有十八个零。啊,三的后面啊,还有18个0啊,这是。它的一种表示方式啊,这种方式呢,表现表。表达起来更为简洁啊,因为我们现在呢,啊,科学的领域啊,现在在科学领域里面。他们的研究不论是对于微观事物的研究。还是大到宇宙尺度啊,大到天文尺度的这些对宏观事物的研究。都已经达到了非常惊人的地步。很多的数据都会非常非常的庞大。我们如果是啊,这样不断的在后面添加0啊,那写起来会非常麻烦。所以我们引入了这种科学计数法。比如说,我们知道光在真空中传播的速度是30万千米每秒。那么如果我们这样写。辨识起来就会很费劲,我们还得去数它有多少个零啊,个十百千万啊,数到30万。就会非常的麻烦。那么在科学领域,我们可以啊,对它进行简化,也就是简化成这样的3×10的八次方啊,这样一目了然。这里的八次方就代表了3,后面还有8个0。由此可见,宇宙中的电磁波,它的频率范围是非常非常大的啊,小可以小到3。大可以大到3,后面18个0啊,这个范围非常大。而对于如此大范围的频率,我们科学界对于它的规律也做了一个大致的总结,并且进行了分类。它的规律就是。对于任何的电磁波,它的频率如果越高。就意味着它所包含的能量越多。同时,它的穿透能力也会越强。另外,对于我们人体来说。频率越高,如果频率越高,如果含的能量越多。或者说穿透能力越强的电磁波。它对于人体组织的影响也会越大啊。对于人体的。影响也会越大。这其中的原因就是能量越高、穿透能力越强的电磁波。它对人体细胞,甚至对人体的这个DNA的结构的破坏性。会很强。这一点其实就好像是一个高速运动的保龄球啊,它就类似于一个高速运动的保龄球冲进了。在一堆整齐堆放的瓶子中间。那么他就会把他们全部撞散掉。只是呢啊,有所不同的是。保龄球啊。只是和保龄球不同的是,电磁波它起决定因素的不是传播速度啊,并不是啊,它的速度快啊,它就会呃撞碎。而是频率。这里呢,顺便可以给大家提一下电磁波呢,虽然有不同的频率。但是它在真空中的传播速度都是和光速是一样的。都是大约在30万千米每秒。那么不同频率的电磁波。它的应用情况是怎么样的呢?那么,这些电磁波哪些又会对人体造成损伤?关于这。这个问题我们可以一起来看一看。大家现在看到的这样一张图片。就是我们对电磁波的频率所做的一个大致的分类。首先。频率最低的。是属于工业电波。工业电波里面,它其实就包含了我们非常常用的和常见的。啊和经常听说的无线电波通讯。比如。广播、手机、雷达这样一些无线通讯设备。他们传输信号所利用的就是工业电波。一般来说,它们的频率的范围是在300MHz以内。也就是3×10的八次方以内。啊,就是3亿赫兹。而这种电磁波所携带的能量其实是十分低的啊,是非常非常低的。所以呢,它也几乎不具备穿透性。这也就是这也就是为什么我们走到一个密闭的空间里面去。或者在一个不太开阔的地方,手机信号会变得比较弱啊,这就是其中的原因之一。啊,当然了,虽然我们隔着墙壁也能够接收到信号。但是呢,他这种穿墙啊,所谓的啊,穿透墙壁。并不是真正的从啊这个分子啊,中间穿过去啊,从啊分子内部穿透啊,不是真正意义上的穿透啊。不是,因为他们的波长比较长。他们会从分子或者原子的缝隙中间绕过去啊,而不是真正的穿过。同样声波也是啊,声波能够穿墙啊,它也是基于这个原因。啊,这个是关于工业电波。而。第二类啊,接着我们再来看啊,再往上走,就是我们所划分出来的第二类,就是伴随着这个电磁波频率的升高,我们就划分出来第二类。第二类叫做微波。一般来说,微波它的频率是在300兆到300g赫兹之间。也就是介于3×10的8次方到3×10的11次方啊之间。而现在的一些应用中。其实也会用到叭,这个频率范范围更高一点的波啊,我们也把它啊画进来了。啊,我们也会把它划入啊微博范畴。而由于微波的频率比工业电波的频率更高。所以微波它所含的能量比起无线电波这样一类工业电波会相对来说高一点点。它的穿透性也会更强一点。比如说我们的这个5g移动的通信技术啊,这个5g技术,为什么5g信号啊,它会比啊4g比3g,它的这个信号强度更强啊,是因为它所使用的是微波技术。啊,另外他使用的这一个啊。频段啊,就是在这样一个频段里的。电磁波。另外呢,除此之外,微波还有一个大家比较熟知的应用。就是用来加热食物。也就是我们啊,日常生活中啊会用到的微波炉。这一点呢,其实是因为水和食物,它们在吸收了微波之后。啊,是利用它们所含的能量来加热自身,就是他们吸收微波之后,他们会对自身进行加热,啊,这就是微波。好,那么接着我们再往前走啊,再往上走啊,再往上走。频率进一步升高,那么就带到就来到了红外线的范围。啊,红外线的范围。红外线它的啊,一般的频率范围是3T到430T赫兹。也就是3×10的12次方到4.3 4.3×10的14次方啊这样一个范围。而这种电磁波最主要的性质。它是会产生热效应。比如说我们的太阳光啊,太阳光照射在我们身上,我们会感觉到热。这是因为太阳所释放的红外线所引起的作用。啊,这就是红外线。那么接着我们继续往上走。频率继续增加。就到了我们比较熟悉的可见光的部分了。可见光啊,也就是从红色到紫色的这些光。啊,这些光呢,他们都会对应不同的频率。啊,当然平时我们看。看到的阳光啊,不是啊,大部分情况看到的阳光不是这种彩色的啊,那是因为啊,各种颜色混合起来之后,它会显示成白色啊,它会显示成白色。好,那么就是我们可见光啊,从红光到紫光啊,都对应了不同的频率。而越往后走,它的频率越高。也就是紫色的光啊,比红色的光的频率会更高。而它的频率范围呢,是在430。430T到750T之间。也就是4.3×10的14次方到7.5×10的14次方之间。而对于我们人类来说啊,这一点特别幸运。也就是我们人类啊,天生就带有了一副对于这个。叫频段电磁波。有感官能力的器官。也就是我们的眼睛。我们的眼睛是可以感知到这样一个频率范围内的电磁波的。并且呢。它会以颜色的形式。来反馈给我们大脑去区分啊,不同频段的啊,在这个频段内啊,它不同频率的啊,这个光。啊,只不过呢,美中不足的是。我们的眼睛所能感知到的,仅仅只有我们现在看到这个图片里彩色的这小小的一段啊,这小小一段,而且这一段呢,啊,其实也有,呃,为了方便我们看啊,是把它啊加宽了的啊,这小小的一段。其余呢,啊,其余的图。图片中显示为灰色的部分呢,都只能是用设备去进行捕捉。而其余频率的电磁波,在我们眼睛看来,它就像是什么都没有。啊。这其实也就是啊,这这一段啊,彩色的这一段,也就是可见光。啊,当然呢,一些动物啊,动物它的感觉器官啊,有某啊有一部分的动物,它的感觉器官呢啊,会比人类啊略强一点啊或者是会有所不同,它会感觉它能够感知到一些人类感知不到的啊,这个波段啊,这个部分也就是一部分灰色的啊部分它可以感知到。啊,所以啊,就是我们图片这里啊,显示为灰色的部分。所以呢啊,我们对于某些自然现象啊,或者是一些特。制定种类的动物,它就会对这些自然现象啊有比人类更加敏感的感知力。好,这就是可见光。那么接着我们再往上走。再往上走啊,就是紫外线。频率进一步提高啊,就是紫外线。而且从紫外线啊开始往上,这个电磁波的频率就达到了啊,会对人体造成损伤的这个程度了。也就是说频率和紫外线相同啊,相当或者是高于紫外线的电磁波。由于他们能量含量很高,在照射在人体身上的时候。就会造成不同程度的这个损伤。啊,比如啊,我们最熟悉的紫外线,如果长时间的啊。它照射就会伤到皮肤啊,就是我们皮肤如果长时间暴露在紫外线下,就会被晒伤。另外呢,还有能量更高的X射线和伽马射线。它更是会对人体细胞造成损伤。不过呢,对于这些啊这些啊,这些射线,我们呢,也不用太过的担心。啊,虽然说这些高能射线对人体会造成伤害。但是呢,我们国家在管控方面也是有相应措施的。比如说,使用了这些高频射线的场所,必须都有相应的安全保护措施。并且安置有这种小心啊,这种小心电离辐射的这样一种标志,那么我们看见这种标志。啊就啊,一定要小心。另外呢,比如我们医疗上啊,会使会使用到一些X射线,那么我们也对这些设备啊,有严格的要求啊,它必须要能够控制在对人体的伤害最小啊的这个范围内。啊,这个是关于啊这一个。呃,X射线和伽马射线。除此之外呢,我们平时啊,所接触到的电脑,手机,电视这样一些常用的电子设备。我们通过啊这一个讲解也可以发现啊,这些电子设备,他们其实所释放出来的电磁波。都应该是属于我们刚才啊所讲到的能量含量极低的低频率的电磁波。而这种辐射,我。我们也把它们称作为电磁辐射。而不是电力辐射。啊,虽然呢,都有辐射两个字。但是电离和电池啊,这一字之差,实际上却是千差万别的。而且通过刚才啊给大家讲到的知识,我们已经可以判断了手机、电脑、电视这样一些日常的电子设备,他们的电磁波频率仅仅是处在工业电磁波的级别。而由于他们的能量含量是非常非常低的。所以对人体啊,对人体是完全不会造成任何损伤的。其实呢啊,对于网络上一些啊宣传的啊,所谓电子产品有辐射啊,会影响身体健康。啊,这样。一些宣称呢,啊,它不过是一些营销的手段而已。当然啊,电子产品所发出的光线啊,那么对人眼还是会具有一定伤害性的。只是这一个啊,光对人眼的伤害,它与电磁辐射是没有直接关系的。那么以上这些就是我们给大家讲到的啊。关于光的啊,在正式讲解这个光的相关知识之前,给大家讲到的关于粒子和波的啊,一些基础知识。而具体的关于光和天文学相关的知识,我们就在下一讲课里给大家进行讲解。