光子是不是会发生相互湮灭和光子自身的能量有关,而高能光子的碰撞会产生粒子,简洁背景衬托昆虫主体在拍摄昆虫中,这些在拍摄昆虫的微距摄影中一样适用,光子的碰撞其实在宇宙早期就已经发生过了,光子碰撞实验除了宇宙大爆炸之后,都会学到正电子和电子对撞会发生湮灭,而高能的光子发生碰撞就可以湮灭。
正负电子对撞后会湮灭,那光子对撞后会发生什么
我们日常生活中,基本不可能接触到反物质粒子。但是很多人在中学的物理课本里,都会学到正电子和电子对撞会发生湮灭,产生能量,释放出来。这个过程中,这对正负电子的静止质量都等价于能量,以能量的形式释放出来了。
那么问题来了,如果是一对光子对撞那结果会是什么样子的呢?
光子的碰撞
我们都知道,电子的反粒子是正电子。实际上,光子也有反粒子,就是它本身。所以,理论上光子也是可以相互湮灭的。只不过,这里比较复杂的是,光子是不是会发生相互湮灭和光子自身的能量有关,如果是低能的光子,那发生湮灭的概率非常非常低,而高能的光子发生碰撞就可以湮灭,产生其他粒子。可能这么说,你还是不太能够明白。所以,我们来举两个例子。-色彩碰撞
宇宙大爆炸
按照我们如今的理论,我们知道宇宙起源于一次大爆炸。
在这次大爆炸之后,宇宙开始剧烈的膨胀,同时从非常高的温度开始逐渐下降。早期的宇宙主要就是所谓的“纯能量”状态,其中充满了各种高能的光子。要知道,我们现在所在的宇宙充满了各种“粒子”,比如:原子、电子、质子、中子,这些早期其实都没有。那它们到底是咋来的呢?-色彩碰撞
实际上,它们大部分是是“碰撞”出来的。我们以电子为例,我们都知道电子所定义的质量,通过质能方程E=mc^2,我们可以计算出这个质量所对应的“静止能量”。
如果一对光子的能量要大于电子所对应的静止能量,它们碰撞湮灭后,就会产生一对正负电子,多余的能量会转化电子动能。
那什么环境下的光子才具有这样的“静止能量”呢?答案是温度到60亿度左右,这个温度也被称为阈值温度。也就是说,如果环境温度达到了60亿度以上,在这个温度下的高能光子膨胀湮灭,就有可能产生一对正负电子。(不过,这些正反粒子其实并没有都留下来,事实上,大多数又加入到了“湮灭”大军中,每10亿对的正负电子湮灭,最终会留下一个电子,至于是什么原因,目前科学家还无法给出令人信服的理论解释。)-色彩碰撞
不仅仅是电子,μ介子,π介子,质子和中子等粒子都是这么碰撞出来的。唯一不同的其实是它们所对应的阈值温度不同。(当然,它们后来也发生了每10亿对相互湮灭,留下一个正物质粒子的情况。)
而宇宙早期一开始要远远高于这些温度,因此,宇宙早期其实就在不停地创造这些粒子。因此,光子的碰撞其实在宇宙早期就已经发生过了,我们现在见不到,很大原因就是没有高能的光子。
光子碰撞实验
除了宇宙大爆炸之后,光子的碰撞也是科学界未来的趋势,各国都在研究这方面的技术以及实验。比较常见的正负电子对撞机实际上是可以改造成光子对撞机的。
正负电子对撞机可以把电子加速到特别高的能量,然后冲着这个电子发射一束激光,让它们迎面对撞,这就可以得到能量很高的光子数。如果让两束类似的光能光子束进行膨胀,那就有可能产生电子、介子、各种玻色子,比如:希格斯玻色子,W玻色子,Z玻色子。-色彩碰撞
不过,目前还在理论应用到实际的阶段,这当中还有很多技术环节是需要完善的。之前闹得沸沸扬扬的上帝粒子“希格斯玻色子”,实际上,如果通过光子碰撞来研究相关性质会更加方便一点。因此,利用光子碰撞来进行研究是未来的一个趋势,一些拥有加速器的国家或者组织就在思考如何对现有的加速器进行改变,使其能够实现高能光子的对撞实验。相信在不久的未来,很有可能科学家可以在实验室里就能制造出电子等粒子。-色彩碰撞
最后,我们来总结一下,正反物质粒子发生湮灭会产生能量,而高能光子的碰撞会产生粒子。这在宇宙早期就已经发生过,而人类也在试图将加速器改造了光子对撞机。
在小型空间里,如何利用色彩碰撞出最时尚的设计感
小型空间装饰色彩应该简单、清爽,因为清爽淡雅的墙面色彩巧妙运用可以让小空间看上去更大。软装点缀一些鲜艳、明亮的色彩会让空间显得更有活力。
也可以用不同深浅的同类色做叠加,可以增加整个空间的层次感,使整个空间看上去更宽敞却不单调。
微距拍昆虫,怎样实现色彩的碰撞
今年是特殊的一年,疫情期间还是呆在家,做好防护。言归正传,立春过后,随着天气的转暖,大地万物复苏,会发现身边不光有色彩艳丽的花花草草,昆虫舞动翅膀的身影也时时刻刻映入到眼帘当中。花丛中飞舞的绚丽蝴蝶、草丛中捕食的螳螂、荷花枝头停歇的蜻蜓。这些小小的昆虫极大的吸引着摄影爱好拍摄,并感受着大自然神奇的创造力所带来的美好体验。-色彩碰撞
昆虫摄影应该属于微距摄影的范畴,微距摄影的目的是力求将主体的细节纤毫毕现的表现出来,即照片拍摄出来的主体要大于或等于原始主体的大小,在镜头上专业称放大倍率,真正的微距镜头都要具有1:1的放大倍率。
控制景深焦平面拍出清晰的昆虫
作为微距镜头其景深非常小,镜头放大倍率在1:1的情况下,光圈收缩到F22最小,其景深只有2mm,如果在1:2的放大倍率下,使用f22光圈,景深也大约只有6mm。所以在拍摄中镜头与被摄物体细微的移动都会影响最终的焦点位置,这也就是为什么大多数影友反映,明明对焦的是昆虫的身上,可是出来的照片确只有背景中的花朵是实的,昆虫是虚的。-色彩碰撞
其次在拍摄昆虫时,焦平面的选择也是要注意的。比如拍摄蝴蝶,如果蝴蝶的翅膀是并在背上的,那么最好的拍摄方法是调整相机位置,使其与蝴蝶的翅面平行,这样就可以清晰的展现蝴蝶翅膀所有细节纹路。可以不用开很小的光圈制造景深,这样也可以提高快门速度,保证拍摄成功率。-色彩碰撞
要记住的是,不管从昆虫的头部正面、侧面、甚至尾部拍摄,一定要把拍摄内容放在一个平面内。景深和焦平面的调整是精细的过程,要有相当的耐心,也要有熟练迅速的手法,不要让的“模特”等的最后逃之夭夭。
运用光线展现昆虫细节
在众多摄影教材中都提到尽量避免中午太阳直射或光线强烈的时候拍摄照片,一方面是光比太大数码相机传感器宽容度比较小,会造成亮部过曝或暗部欠曝损失细节。另一方面,直射光线非常刺眼,造成被摄物体色彩饱和下降,影响片子的整体效果。这些在拍摄昆虫的微距摄影中一样适用。微距摄影一定要使用柔和的光线,即散射光能够产生最好的效果,使整个画面被均匀照亮。-色彩碰撞
顺光拍摄是最为常见的拍摄方式,利用光线直射在昆虫身上。之前也提到要注意光线的强硬,如果遇到光线很强的时候,可以在被摄昆虫的前面放一个柔光布以达到散射光的效果,可用普通打印纸替代也可以用美术上用的硫酸纸。当然也可选择早上、下午柔和的光线进行拍摄。-色彩碰撞
顺光拍摄主要能表现昆虫表面的纹路,质感和色彩,所以自身色彩丰富,纹路优美的昆虫更适合顺光拍摄。比如七星瓢虫或甲壳虫类的昆虫,利用顺光很容易表现外壳的光滑的质感。在相机测光的选择上应使用评价测光,这时我们不要做过多的曝光补偿。-色彩碰撞
想要突出昆虫翅膀的晶莹剔透感,逆光拍摄是最好的选择。光线正对着镜头透过被摄物体照射过来,利用这样的光线可以使昆虫身体边缘变得更加透亮。
逆光拍摄时,背景通常很暗,可以更好的突出昆虫身上的细节。比如蜜蜂身体上的绒毛,逆光时被光线勾勒的十分清晰。如果遇到光比很大的场景,要利用小型反光板为主体昆虫正面补光,而选择不同颜色的反光板也会改变局部的色调,如金色会产生出暖色调。在曝光选择上,建议在逆光拍摄时,如果背景很暗,要适当减少曝光补偿,这样可避免成画面整体曝光过度的问题。-色彩碰撞
简洁背景衬托昆虫主体
在拍摄昆虫中,背景的选择也十分重要。要想拍摄出一幅优秀的作品,昆虫主体要清晰以外,简洁的背景也是必不可少的。微距镜头本身景深就非常小,所以制造背景虚化突出主体不成问题。只要拉开背景与昆虫的距离就能实现。-色彩碰撞