水靠光也会蒸发
晏成和
麻省理工研究发现,不加热,水靠光也会蒸发。
该研究结果由麻省理工学院博士后徐耀东,机械过程教授陈刚和其他四人的实验报告公布,于今年十月底发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中。
水为什么能够蒸发?人们一直认为是热和风,太阳晒、也是阳光加热了水,认为蒸发与光(电磁波)关系不大。
最新研究发现,即使不加热,仅用光照,水的蒸发率却达到了热极限的两倍!研究人员在实验中,用不同颜色(频率)的光照射水面,并测量蒸发率,发现在特定波长的绿光下蒸发率达到峰值。
这是一个光与物质(水)相互作用的实验,既观察了在不同频率光照射下水的蒸发率,又在光的频率与水的蒸发上建立了物理联系,告诉人们:在水中存在着与频率相关的东西(运动);频率是波的特性,是光波导致了蒸发,与光子无关。要解读这个实验既关注光波的频率,更要注重水的结构、尤其是与光波频率相关的运动。这是应该载入史册的物理实验,可是研究人员并没有深究绿光加大蒸发率的原因,只是想到这一发现可以提高太阳能蒸发海水的效率,也能提高气候模型的准确性。
其实这一发现揭开了物理探索新的一页。各种频率的光,赤橙黄绿青蓝紫,还有红外线、紫外线,为什么偏偏是绿光照射下蒸发率达到峰值?除了在实用上提高蒸发效率,殊不知进一步深究,这个实验是物质科学的重大发现:证实了电磁波与价和电子的共振,绿光光波频率就是水分子的价和电子运转的速率;揭示了水的构成、价和电子所在位置和运行线路。
之前拙博文章《光合作用原理》说到:光合作用的基本材料是水和二氧化碳,植物要获取的碳和氢就必须打开基材的结构元。上述,H2O、CO2的核外电子速率正好都是绿色频率区间,要形成共振、必须要有同频率电磁波-绿色的光;阳光频率宽泛、绿光只是窄窄的一条(7%?),难以形成共振。大自然就让植物叶子富含叶绿素,首先俘获二氧化碳,同时把阳光中的绿光反复反射加强,绿光与水和二氧化碳的结构元形成共振,振开了结构元,游离的氢钻进了二氧化碳中与碳结合,形成碳氢化合物被绿叶吸收,二基材中的氧结合成氧气吸收大量的热量,进入大气。[3]
这个绿光蒸发实验,证实了拙博中水分子的价和电子速率正好是绿光频率的猜想;证实了物质的核外电子速率是规律的、稳定的;证实了光合作用的物理学机制,实验中绿色光与价和电子速率在5.5 X10^14HZ的水分子形成共振,价和电子跃迁出之前的轨道,形成空间的球面包围-形成了水蒸气分子,完成了水的蒸发。
现在的实验喜欢用波长来描述电磁波,其实用频率更直观、可以把波的频率与价和电子速率直接相关,获得更多的信息。然而瑕不掩瑜,还是要感谢该实验小组,这个实验在人类认识波与物质关系、确认水分子的构成、价和电子所在部位、运转速率、蒸发(相变)原理,绿叶与光合作用的关系上做出了证实性的贡献,应该写入教科书、载入科学史册。
2023/12/16
参考资料
[1] 晏成和,光电效应——光不是光子,科学网,
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=73066&do=blog&id=1294338
[2] 晏成和,天为什么是蓝色的?科学网,
http://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1128553.html
[3] 晏成和,光合作用原理,科学网,
https://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1296410.html
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