理论上常常为光子（也可以为任何基本粒子）引入两个截止频率,能量最低的光对应红外截断；能量最高的光对应紫外截断,在某个半径为L的空间里

理论上常常为光子（也可以为任何基本粒子）引入两个截止频率，
能量最低的光对应红外截断；能量最高的光对应紫外截断。
打个比方说，在某个半径为L的空间里（只考虑数量级，不考虑系数和单位）：
光子的波长（与频率呈反比）不会超过L，所以光子的能量也不会低于这个波长对应的能量。这就是红外截断。
光子的波长也不会低于1/L，因为光子的能量不可能超过半径为L的黑洞的能量，否则就没有光子了（喂喂，光子君你怎么变黑了）。这就是一种紫外截断。除此之外，还有别的理由可能引入紫外截断。
总而言之，光子是有下（上）限的。这从某种角度体现了物理理论有明确的适用范围。我相信任何科学理论都是如此。

10条讨论

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• 方弦：回复@Maigo ：做物理的都用普朗克单位制，c=hbar=G=1之类的……
   -  2012-11-29 14:49   回复  举报
• Maigo-_-：波长怎么能跟1/L比较？量纲不一样啊
   -  2012-11-29 09:33   回复  举报
• Mr.1：回复@Sheldon ：现在"光子的波长（与频率呈反比）不会超过L"这句我又有些不明白了..... 这里应该不是直观的因为空间半径为L所以波长就不能超过L吧
   -  2012-11-29 05:31   回复  举报
• Sheldon：回复@Mr.1 ：对的。
   -  2012-11-29 04:22   回复  举报
• Mr.1：史瓦西半径 r（这里也就是L） = 2Gm / C*2 ——> L和m成正比； m和能量成正比，因此L和能量成正比； 波长和能量成反比；所以L和波长成反比； 在“不考虑系数和单位”的情况下，能量不能超过黑洞能量，得出波长不能低于1/L；这样.....对么？
   -  2012-11-29 03:59   回复  举报
• Sheldon：回复@Mr.1 ：波长和能量什么关系？能量和质量什么关系？
   -  2012-11-29 03:48   回复  举报
• Mr.1：史瓦西半径 r（这里也就是L） = 2Gm / C*2 ，这个和 “光子的波长也不会低于1/L” 为什么能联系起来呢，确实想不出来，太笨了 抱歉.....
   -  2012-11-29 03:36   回复  举报
• Sheldon：回复@Mr.1 ：建议你在维基上搜一下史瓦西黑洞，看下质量和半径的关系。
   -  2012-11-29 03:07   回复  举报
• Mr.1：“因为光子的能量不可能超过半径为L的黑洞的能量，否则就没有光子了” 这里是指超过后就变黑洞了是吧，紫外截断波长临界值为什么是1/L（对应频率LC）？ 这是黑洞的公式吗
   -  2012-11-29 03:03   回复  举报
• 刘员外：原来光子有下限……………………
   -  2012-11-29 02:59   回复  举报

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刘员外

2012-11-29 17:51

期待高人回答……我先抛砖引玉
电磁波的频率在理论上并没有限制，限制的是发生电磁波的方法。从核外电子振动，到原子核振动，到质子，中子振动产生的电磁波频率越来越高，所以要产生更高频率的电磁波，是不是要更小的结构单元的振动呢……应该很难达到吧。

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活着的活人

2013-01-05 23:03

有人说空间也是量子化的，也就是长度有最小值，那么光波波长也应该有个最小值了

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Gbubble

2014-09-01 10:56

光子的频率的确有上限和下限。不过，它们都在随宇宙演化进行而变化，当然，这种变化非常缓慢，在很长时期内可近似为常量。
对于今天宇宙，真空中光子的频率上限等于2.3438*10^22Hz ；光子频率下限大于0.9598*10^-18Hz . ， 而0.9598*10^-18Hz 这个频率正是引力波的频率，对应的引力波波长正好等于今天宇宙半径3.1255*10^26m.
引力波波长随宇宙演化进行而缓慢变长，但它总等于宇宙半径，因为宇宙半径随宇宙演化进行在增大。
个人见解，仅供参考。