而光子只是光的一面。这当然是一张真实的照片。光子图:光子是3dmax中我们渲染窗口中光的分布,3dmax中光是依点来计算的,渲染光子贴图就是把场景中的光子分布情况计算一遍,并表达成图片的形式渲染出来,光子就是使得我们渲染出来的画面效果更佳丰富,光的反射和折射和接收光越多,渲染出来的图片更真实,更丰富。

光子是什么?光的本质是什么?

按照传统的机械分类,自然界是由空间、能量和物质构成的,强调的是三者的分立。如果按照现代的有机分类,自然界是由基态量子、激发量子和封闭量子构成,侧重于三者的有机联系。由无数个离散的基态量子形成了物理背景即空间;对基态量子的激发就产生了光子(根据不同的能量可以进一步细分为光子、X射线、中微子等),激发量子的群体宏观效应就是电磁波和各种不同的场如引力场和电磁场;由数个高能激发量子组成的封闭体系就是物质。

3dmax中渲染的光子图是什么意思

光子图:光子是3dmax中我们渲染窗口中光的分布,3dmax中光是依点来计算的,渲染光子贴图就是把场景中的光子分布情况计算一遍,并表达成图片的形式渲染出来,光子就是使得我们渲染出来的画面效果更佳丰富,光的反射和折射和接收光越多,渲染出来的图片更真实,更丰富。光子图的作用:在3dsmax里,直接渲染最终图,都要在每个像素上计算光子量(理论上是这样),图越大,计算量越多,但渲染一个600*300的图和6000*3000的图(后者是前者的一百倍)所用的光子量是一样的,利用这个特性,先渲染小图,保存小图渲染后的光子图,在渲染大图时,调用这个光子图文件,这样,渲染大图时不用再渲染光子图,避免大图在每个像素上耗更多时间渲染光子图,可直接渲染最终图像,而且不用渲染灯光缓存,这样就可以节省更多的渲染时间,提升渲图的速度。

为什么光子以光速击中人体,人却一点事都没有?

首先,我们要先搞清楚一个概念,那就是光子。光其实兼具了粒子性和波动性。而光子只是光的一面。所以,这个问题我们可以翻译成光照到人体为什么会一点事都没有?但其实,我们要知道,光是一种电磁波,只是电磁波当中那些我们能看到的频段。所以,实际上,这个问题又可以扩展成电磁波照到人体,为啥就会一点事都没有?而这个问题的本质其实就是辐射对人体到底有没有伤害?我们可以下一个结论:一部分有,一部分不一定有,但到底有没有还要看剂量。

那到底是咋回事呢?什么样的辐射是对身体有害的?首先,其实我们要搞清楚的是,为什么会有辐射?实际上,任何高于绝对零度的物体都会向外辐射电磁波。我们人就会向外辐射电磁波,只不过这个电磁波不在可见光范围内,所以,我们自己看不到。也就是说,我们平时接触到的很多东西都是带辐射的。如果再直观一点,很多人都有过篝火的经历吧?或者在家打开煤气,甚至是吃火锅,你都能够感觉到很热,这其实是热辐射。

还有太阳照到身上感觉暖洋洋的,其实也是一种辐射。所以,如果所有的辐射都是对身体有害,那我们早就玩完了。一般来说,科学家按照辐射分为两类,一类叫做非电离辐射,一类叫做电离辐射。我们以前总说太阳光中的紫外线对身体不好,就是因为紫外线属于电离辐射。那电离辐射和非电离辐射最大的区别是什么呢?实际上是能量。我们可以把电离辐射简单粗暴地理解成高能的电磁波和粒子,常见的就有紫外线,X射线,伽马射线等。

(当然,不要着急,我们一会简单科普一下哪些场景会遭遇到它们。)非电离辐射其实是一些低能的电磁波,比如:一部分的太阳光,红外线,微波,无线电波等。(所以,那些怕被手机辐射的人,咋就不担心晒太阳呢?明明阳光中电磁波的能量更大一些呀。)我们能直接下结论,电离辐射一照就会致癌么?实际上,并不可以。套用一句常说的话,脱离剂量谈危害都是耍流氓。

电离辐射的剂量问题其实上文我们也提到了,辐射是无处不在的,而电离辐射也是无法避免的,如果你说你一定要躲开电离辐射,让自己生活中完全没有电离辐射的存在,那只有一种办法:别活了。实际上,电离辐射只要控制在一定的范围,并不会引起很大的伤害。要了解这个问题,我们就得先搞清楚电离辐射是如何伤害身体的。我们都知道,我们是由细胞构成的,细胞当中有细胞核和细胞器,细胞核当中又有一个关键的物质,那就是遗传物质DNA。

这里储存着我们的遗传信息。 而电离辐射由于能量比较大,因此,对身体内的大分子是有致命的伤害。尤其是对DNA的伤害,电离辐射很有可能一下子把构成DNA的化学键打断甚至是拆散,那遗传信息就有可能错乱。但这并不是说只要有电离辐射,DNA的遗传信息就会出问题,实际上,电离辐射恰好击中DNA的概率是非常低的,连1%的概率都不到。

所以,只有当电离辐射达到一定量时,才有可能对身体照成伤害。那具体要多少才有害呢?我们要先搞懂衡量辐射的单位,这里我们采用西弗(符号:Sv,1000毫西弗=1西弗),1西弗的意思是:每千克的体重吸收了1焦耳的热。所以,这其实是一个能量吸收的单位。科学家发现,单次照射100毫西弗,会增加4.8%的癌症风险。

但这里要搞清楚一点,如果低于100毫西弗,实际上并不会出现可观测的临床症状。(这里并不是等比例的关系,而是有或者没有的关系。)同时,我们要记住的是单次,而不是累积。如果你单次一口气照射了超过4000毫西弗,那基本上就没命了,一些核泄漏或者原子弹爆发的地方会出现这么高的辐射剂量。那100毫西弗是什么概念呢?我们上医院拍片:腹部的CT是10毫西弗,胸部的X光是0.2毫西弗。

也就是说,这都是远远低于100毫西弗。而且根据统计,在自然界也存在着电离辐射,这被我们称为本底辐射,全球平均是2.4毫西弗。也就是说,即使你啥也不做,也会遭受电离辐射,大概是每年2.4毫西弗的水平。但也有一些地球特别高,比如:伊朗的拉姆萨,每年大概是260毫西弗(累积值,不是单次)。除了单次照射以及本底辐射,关于电离辐射还有很多相关的安全规范,甚至相关的机构组织(国际放射防护委员会,简称:ICRP)给出了专门的指导规范,只不过内容特别复杂,对于我们个人而言,记住整个单次照射不超过100毫西弗足以。

所以,我们可以来总结一下,电离辐射确实对人有伤害,但具体有多大伤害还要看剂量,这个剂量只要控制在单次不超过100毫西弗,就不会出现可观测的临床症状。(PS:多说一句,世界上辐射剂量最高的地方是一些重度吸烟的人的肺里,香烟当中也有电离辐射,这当中主要是钋210的放射性,长期吸烟就会积累很多放射性在肺当中。

19年4月10日之前黑洞图片是真实的黑洞照片还是想象图?

2019年4月10日,世界上第一张黑洞照片诞生了。这个工程称为“事件视界望远镜EHT”,它凝聚了无数科学家的心血。拍摄过程中,人们调集了世界上八台射电望远镜,数据处理经过两年之久。这当然是一张真实的照片。黑洞连光都能吸进去,为什么还能拍照片呢?拍一张照片为什么要花费2年的时间呢?读一读本文,你将会了解这些内容。

瑞利判据首先,需要给大家介绍一下望远镜的基本原理。要看清远处的物体发出的光需要两个条件:足够的光强和足够大的角度。物体发出的光线经过眼角膜和晶状体折射后,会在视网膜上成像。如果光强太弱,进入眼睛的光子不够,就不足以使视神经产生反应,所以我们首先需要将遥远物体发出的光进行收集和加强,这就需要望远镜。其次,物体不同部位发出的光会彼此成一定角度,在视网膜上成像也不是两个点,而是两个光斑,称为爱里斑,这是由于衍射原因造成的。

假如两条光线的夹角太小,光斑距离就会特别近,如果它们的圆心距离小于半径,我们的眼睛就无法区分它们了。看起来两条光纤重合,发光物体就变成了一个点。英国卡文迪许实验室主任、第三代瑞利男爵仔细研究了这个问题。他指出:只有两条光线之间的夹角θ与衍射孔径D和光的波长λ满足入下关系时,光线才是可分辨的这个关系称为瑞利判据。

例如:人的眼睛对550nm的绿光最为敏感,虹膜直径大约5mm,这样一来人的眼睛最小可分辨角为如果光线夹角小于这个值,我们就无法分辨它们。遥远的星星不同部位发出的光进入眼睛时夹角太小,所以大部分的星星看起来都是一个点。为了增大这个角度从而看清远处物体的结构,我们也需要望远镜。望远镜几百年前,人类就开始制作望远镜了。

比如,伽利略就制作了一台可以放大33倍的望远镜,并用它观察到了月球表面的环形山和木星的卫星。伽利略的望远镜使用了一个凸透镜和一个凹透镜。凸透镜的焦距长,凹透镜的焦距短,并让二者共焦点。平行光线进入物镜后向焦点汇聚,但是到达焦点之前被凹透镜恢复成平行光,实现了宽平行光变为窄平行光,光线被加强了。同时,如果入射光原本相对于眼睛的夹角比较小,经过望远镜后角度会被放大,于是人的眼睛就可以分辨了。

天文学家开普勒也发明了自己的望远镜,开普勒式望远镜使用的是两个凸透镜,也让他们共焦点,它也能够实现光线的加强和角度的放大。所不同的是,开普勒式望远镜所成的是倒像,但是这对于天文观测来讲并没有带来太大的麻烦。折射式望远镜的缺点在于存在视差,有时候会模糊不清。为了克服这个缺点,牛顿发明了反射式望远镜。它通过一个凹形反光面收集光线,再利用平面镜反射和凸透镜会聚实现光强和角度的放大。

不过,无论是折射式望远镜,还是反射式望远镜,都存在一个问题:它的观察通过肉眼和可见光进行,可见光的波长短,容易被大气散射,到达地面上的光微弱而不稳定。如何解决这个问题呢?人们有两种方法:第一,既然大气散射造成了这个问题,那么就到大气外面装一个望远镜好了。于是哈勃望远镜问世了。人们躲开了大气的散射,看到了许多从未见到的景象。

第二,既然可见光会被大气散射,我们还可以使用波长较长的红外线或微波进行观测,它们更容易穿透大气层。于是,人们就发明了射电望远镜,它的基本原理与牛顿的反射式望远镜类似,只不过使用的电磁波是红外或微波。宇宙中许多物质发光并不是可见光,只有通过射电望远镜才能观察到它们。甚长基线干涉技术VLBI无论是眼睛、光学望远镜还是射电望远镜,都要满足瑞利判据。

而且,根据瑞利判据,最小分辨角θ=1.22λ/D,射电望远镜使用的电磁波波长λ比可见光更大,此时必须增大它的口径D,才能分辨出很小的角度。所以世界各国都在争向建设大口径的射电望远镜。例如中国贵州建设的500米口径球面射电望远镜(FAST),工作波长在0.1m左右,口径达到了500米。这么大面积的射电望远镜可以汇聚宇宙中微弱的电磁波,同时也可以分辨更小的角度。

如果用FAST观察黑洞,能不能做到呢?比如,我们这次拍照片的黑洞是室女座的M87中心黑洞,它的直径大约1000亿公里,距离我们5500万光年。经过计算我们可以得出肉眼观察时黑洞张角显然,这么小的角度用肉眼是肯定分辨不开了。观察黑洞的射电望远镜工作波长大约λ=1.3mm,我们将角度和波长代入瑞利判据,可以得到望远镜口径的最小值:也就是说,这个望远镜的口径至少要8000公里!地球的半径只有6400公里,怎么去建设这么大的望远镜呢?科学家总有办法。

既然一个望远镜达不到这么大口径,我们可不可以使用多个望远镜达到这个目的呢?比如,一个望远镜口径不够,我们可以用两个相距一定距离的射电望远镜组成网络,它就相当于一个“镂空”的反射式望远镜。这样二者之间的距离就相当于“镂空”望远镜的口径了。按照这个思路,人们组织世界各地的射电望远镜组成了“甚长基线干涉望远镜网络”VLBI,把地球变成了一个巨大的反射式望远镜。

不仅如此,科学家们还设想:如果伴随着地球围绕太阳的公转,这个VLBI的虚拟望远镜口径甚至可以达到地球的公转轨道那么大,我们终于能够看到更加遥远的宇宙了。第一张黑洞照片1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,用以解释宇宙。很快,科学家史瓦西就根据爱因斯坦的相对论计算出了一个特殊的解,这就是假如天体的质量足够大,就连光都无法逃脱,就会形成黑洞。

爱因斯坦的结论到底对不对呢?一百年来,人们验证了爱因斯坦的质能方程、狭义相对论和弱引力场中的广义相对论,发现爱因斯坦总是对的。可是在黑洞这种强引力场中,广义相对论正确不正确,还没有证实。人们迫切需要一张黑洞的照片,去进一步证实爱因斯坦的结论。在这样的背景下,2012年,天文学家们在美国亚利桑那州开会,决定组织一批世界不同地区的射电望远镜,使用VLBI技术对银河系中心黑洞和室女座M87中心黑洞进行观测,这里面甚至包含了南极洲的望远镜。

人们把这个项目命名为事件视界望远镜EHT。2017年4月,EHT项目对两个目标进行了持续十天的观测。为了保证同步,每一个射电望远镜都配备了精密的原子钟。数据记录下来的数据有10PB那么大,大约相当于一万块1T硬盘的容量。许多天文台并没有网络,这些数据被装在特制的硬盘里,送到了美国的麻省理工学院和德国的马克思普朗克射电所。

值得一提的是,由于南极洲有禁飞期,这些数据等了好几个月才从南极运出来。处理这些数据花了两年的时间。因为原本人们并不知道黑洞是什么样子的,需要通过海量的数据通过一些方法还原到图像。这就好像公安局的画手通过受害者的描述给罪犯画像一样,如果一个画手画,他可能会往自己心中罪犯的形象倾斜,不能保证客观。于是,世界上多个小组针对数据开展了自己的还原计划,直到所有人的结果都一致了,黑洞照片才能真正与大家见面。

(微波是肉眼不可见的,这张照片的颜色是人工渲染的。)还有一个小问题要解释一下。黑洞连光斗吸引的进去,我们是如何看到它的呢?实际上,所有有质量的物体,都会造成一个引力势阱,地球就是在这个引力势阱周围运动。因为太阳的质量不够大,所以引力势阱不够深,只要物体以光速运动,就一定能脱离太阳的引力。但是,黑洞的质量太大了,它的引力势阱也非常深。

在它附近有一个范围称为视界,世界外面的光还是可以逃脱黑洞的引力,而世界里面的任何物体都无法逃脱,只能向着中心点——奇点运动。在黑洞附近的恒星由于受到黑洞巨大的引力作用,有些物质会被黑洞吸引。这些物质会围绕着黑洞运动,称为吸积盘。而且,在它们向着黑洞运动的过程中,速度越来越快,温度约来越高,就会发出电磁波,这就是我们拍摄到的黑洞照片:视界外面的吸积盘。

有些黑洞由于磁场的影响会将等离子体向着垂直吸积盘的方向喷射出去,就形成了喷流。M87的喷流有几千光年之远,非常壮观,这在之前就已经被哈勃望远镜拍摄到了。一张模糊的黑洞照片,凝聚了成千上万科学家的心血。人们通过数年时间,在高科技设备的帮助下,再次印证了爱因斯坦的广义相对论。一百年前,在没有哈勃望远镜和射电望远镜的时候,爱因斯坦就知道答案了。

光子真的客观存在吗?光子属于基本粒子吗?目前人类对光子的认识达到了什么程度?

光子的客观存在与否和是否属于基本粒子,已经不是很要紧的事了。光子的概念,第一次提出是由爱因斯坦做的,只不过那时候叫光量子,而爱因斯坦也因为发现并解释了光电效应获得了1921年的诺贝尔物理学奖。题主问的客观存在,更倾向于想知道光子是不是一个实实在在的“微粒”在飞行,这其实是一个很不好回答的问题。但就像我开篇说的,这个问题的答案对于目前的物理学研究并不是很要紧的事。

你要说光子是真实客观存在的微粒,在20世纪的科学家看来,上面的光电效应和后来的康普顿效应就是来佐证这个观点的。这样看来,光子确实是实实在在的“微粒”。但实际上,在后来的量子力学日渐成熟后,当物理学家不把光子看成一个具有动量的,实实在在存在的“微粒”时,也能同样解释光电效应和康普顿效应,并且还更完美。而光子是否属于基本粒子这个问题,严格来说是一个历史问题。

基本粒子,就是构成物质最小的基本单位,从当初把原子认为是基本粒子后,中子质子又发现,后来又发现夸克等更小的粒子后,在目前认为的称得上基本粒子的夸克里,科学家发现夸克也有复杂的结构,故基本粒子的概念一般就不在提起。总之,光子是不是客观存在的“微粒”,以及光子是不是基本粒子,对于目前的物理学研究,不是很要紧的事。

刺激战场国际服外挂骤减,原来是光子出了新神器,“防挂墙”克制一切外挂,是真的吗?

这几天一直在玩刺激战场国际服,发现刺激战场的外挂好像越来越少了,记得在和平精英刚上线的时候,刺激战场国际服外挂满天飞,这几天玩好像都没碰到外挂了,经过了解之后才发现,原来光子出了一种新的“神器”叫做“防挂墙”!这个“防挂墙”到底是啥东西呢?根据了解,这个防挂墙其实是一个模糊的屏障,普通玩家可以来回的穿梭,但是外挂使用者穿过这睹墙的时候,就会被检测到,当场就会被T下线,还会提示数据异常!这个东西听起来好像很玄乎,大家都知道外挂一般都是通过修改本地的数据,然后利用数据存到本地在上传到服务器这段时间内,把本地数据进行替换,然后把真实数据替换掉,直接上传假数据给服务器(形象描述,实际上更复杂)!这个防挂墙就是相当于就是随机检测,普通玩家才能看见,而外挂使用者因为修改了游戏基础数据,是看不到这种墙的,每个玩家经过这个强的时候就会被检测一次,如果检测到玩家数据异常,就会被踢下线!不过这种东西没有实际性的视频出来,就算有视频出来也不能断定这就是光子弄出来的,毕竟这个东西还有很多非常可疑的地方,比如说这个屏障是只出现在出生岛,还是在游戏内也会出现?在游戏内出现的话,会不会影响到玩家的视线,如果仅仅是出生岛出现,那这个防挂墙的意义在哪儿呢?想在FPS类型的游戏,想要杜绝外挂基本上不可能的,这种游戏永远不可能从源头解决外挂,只要数据经过了本地在上传,就会被人抓包,就会被篡改数据,除非未来能出一种实时和服务器交流的技术,这样才有可能解决外挂!。


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