既然可見光是一種電磁波，那麼是不是許多形式的發光最終都可以歸結為光源內部原子、分子電荷分布的振蕩？

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相關問題：
1.既然光是一種高頻的電磁波，那麼我們能否通過LC振蕩電路進行發光？ - 物理學
2.如何從光的量子理論中看出電磁波（光子流）的電、磁場分量，以及由經典電磁學得到的光強等波動光學概念？ - 物理學
我們知道光是一種電磁波。那麼原子躍遷發出的光能否利用經典電磁理論來解釋？

第一組圖片（見圖片來源1）是我在百度文庫里偶然找到的一個關於光的電磁理論的課件。該課件採用了「電偶極子輻射模型」，用於解釋光波的輻射和輻射能。想問一下，這個所謂的「電偶極子輻射模型」能夠解釋哪些形式的發光？「電偶極子輻射模型」可以解釋原子的自發輻射和受激輻射嗎？
還有一個問題，就是微觀的電磁輻射過程究竟是如何進行的？躍遷、熱輻射等是不是通過改變原子、分子內部的電荷分布，從而能夠使物質發出光輻射？根據麥克斯韋電磁場理論，既然光是一種電磁波，那麼是不是許多形式的發光最終都可以歸結為光源內部原子、分子電荷分布的振蕩？根據第二組圖片，原子處於定態時電子的幾率密度不隨時間變化，因此定態時原子的電荷密度也不隨時間變化，一個穩定的電荷分布應該是不會發出電磁波（光）的。（詳見圖片來源2）不知它這樣解釋是否正確。
圖片來源1：+第九章光的電磁理論基礎（百度文庫）

圖片來源2：《第三章光譜項與光學躍遷》百度文庫

先說結論：

經典的電磁理論可以描述光輻射的傳播，但沒法正確描述光的吸收與發射過程。因此用偶極近似可以計算輻射能，沒有問題。

只對原子，分子採用量子化處理的半量子理論可以解釋受激輻射，但是要描述自發輻射，必須用到全量子化的量子電動力學。

簡單解釋下：

1. 受激輻射：

半量子理論描述躍遷過程一般是用含時微擾去處理的。入射光場可視為一個周期性的電磁擾動，根據Fermi golden rule可以計算出受擾動後從初態到末態的躍遷概率。

$p_{mn}=frac{2pi }{h}|H_{mn}^{`}|^{2} ho(E_{m})$

如果電磁場波長 $lambda$ 遠大於原子尺度a, 這時候電磁場可看成是空間均勻場，也就是電偶極近似，

這時候擾動可以通過電子電偶極矩算符 $mu _{fi} = -e<i|r|f>$ 得出，最終從初態到末態總的躍遷概率將為

$p_{fi}=frac{4pi^{2}}{3} |u_{fi}|^{2} ho (omega_{fi})$

如果考慮真空環境，那麼態密度 $ho (omega)=Vfrac{omega^{2}}{pi^{2}c^{3}}$ ，真空場強 $E=sqrt{frac{homega}{2varepsilon V} }$

代到上邊的式子去求解輻射功率 $P = homega p(omega)E^{2}=frac{u_{fi}^2omega^{4}}{3pivarepsilon c^{3}}$ , 你會發現這其實就是一個電偶極輻射，和經典理論得到的結果一致。

2. 自發輻射:

即使是半量子化理論也沒法解釋自發輻射，實際自發輻射過程也是自然界少數幾個必須用全量子化處理的過程之一，雖然叼炸天的愛因斯坦早在建立量子電動力學之前就通過黑體輻射解釋了自發輻射過程，但這只是一個唯象的處理方式。

在半量子理論中，只有粒子是量子化的，電磁場還是經典場。粒子的基態和激發態是相互正交的，那麼就禁止了自發輻射過程的發生。要理解這個過程，必須把電磁場也量子化，這就得用到量子電動力學了。

這時候。真空將存在零點能 $E_{vac}=frac{1}{2} homega$ (在半量子理論中，零點能為0）

也就是說即使在真空下，由於零點能的存在，激發態將受到擾動而躍遷回基態，這個過程就是自發輻射過程，根源於真空漲落。

寫太多估計也沒人看，樓主如果感興趣，可以找本量子光學相關的書看看，Elements of Quantum Optics這本就不錯。

這個模型相當於把整個發光部分等效成一個震蕩的偶極子，忽略了發光過程中可能出現的各種相互作用和能量變化，而把這些因素全部用偶極子的參數代替，自然不能解釋所有的現象。而能夠解釋哪些現象，主要看你希望怎樣解釋。

關於自發輻射和受激輻射，要看你需要怎樣的解釋。這個模型在解釋常見環境（如常溫、常見宏觀物體）的輻射時往往效果比較好，但是在比較極端的條件下，例如考慮單個原子，或者在高溫下往往就不那麼有用，或者不能夠自圓其說了。要解釋各種條件下的輻射問題，基本上都要牽扯至少非相對論量子力學。

總的來說，這個模型還是一個近似模型。畢竟對於帶電體，偶極近似也只是二階。但是由於容易理解，同時有一定可擴展性，所以常常拿來作為教學的例子，並不一定說他能夠解釋多少的現象。

不知道當年我回答的哪個詭異問題被改成了這個詭異問題。

如果題主只糾結於原子分子的話答案是：no

因為宇宙早期還沒形成原子和分子的時候，就已經有光了！

如果題主糾結於「某個粒子的震動」的話，答案依然是no

因為量子場論會暗示有幾個粒子聯合產生一個光子的可能性，而且初末態粒子還真不一定是相同的，那從何談起一個粒子「發光」呢？幾個粒子發完光把自己都搞沒了。

如果最廣泛的說，那麼光當然是粒子發出的！除非宇宙一開始就有光，那種是上帝發出的。

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印象中在群論課上見過類似的理論。依據電偶極輻射來分析原子發光的對稱群和光譜什麼的。當時的邏輯應該是電偶極輻射的概率遠大於更高的輻射。

這樣的理論嚴格來說肯定是有問題的，但不排除在某些場合是很好的近似。

謝邀。前面的答主已經把我想說的都說了。雖然從經典理論中就可以知道電荷的振蕩可以發光，但是這樣一來無法解釋為什麼原子光譜都是分立的，二來無法解釋為什麼原子軌道可以那麼穩定，而不是由於不斷發光導致軌道半徑逐漸縮小。所以說電荷分布振蕩的理論只能算解釋了發光現象的一部分。

然而我又想，即便如此，似乎原子內的發光過程確實都有伴隨電荷密度分布的轉移，因為不同能量的原子軌道電荷分布都是不一樣的。一個自然的問題就是，存不存在電荷分布完全不變，但還是會發光的情況？所以就有了下面的反例構造。

發出單個光子在我看來有兩個條件：1. 兩個軌道能量不同，2. 兩個軌道宇稱不同，因為光的角動量總是1。所以如果把一個電子束縛在一個半徑確定的某一平面內的圓形軌道上，那麼這個電子的能量就是 $frac{L^2}{2mR^2}$ ，其中L是角動量，R是軌道半徑。顯然這個系統的能級是 $frac{n^2hbar^2}{2mR^2}$ , 對應的波函數為 $e^{in heta}$ ,而宇稱就是n的奇偶。同時每個軌道的電荷分布完全一樣，都是均勻分布。在這個系統中任何一個由n+1-軌道到n-軌道的躍遷都伴隨一個能量是 $frac{(n+1/2)hbar^2}{mR^2}$ 的光子的發射。

原子躍遷發出的光能否利用經典電磁理論來解釋？

不可以。。

這個電偶極輻射模型常見於經典電動力學的教材中，主要應用於天線輻射相關方面。經典電動力學中解釋原子發光的理論其實還有一部分，樓主沒有給出來，就是假設原子是一個振子，然後求出原子的電偶極子的形式，然後代到這個電偶極輻射模型中來解釋原子發光。這個模型基本上只能非常粗糙地定性解釋原子發光，粗糙到什麼地步呢，只能解釋原子可以發光，當然也可以吸收光，然後就沒什麼用處了。

經典電動力學在解釋光與原子相互作用的問題上，不僅無法解釋實驗現象，還有很大的自身矛盾。

1. 電子繞著原子核轉，那麼就會不停地有電磁輻射發出，從而損失能量，電子應該用不了多久就會掉到原子核里，與質子結合成中子，然後全世界應該都是中子星才對，顯然不是這樣。

2. 原子發光的一個最顯著特徵就是具有明顯的譜線特徵。特定原子只能發射和吸收特定波長的光，也就是所原子的發光譜線是具有離散特徵。但是按照經典電動力學的發光模型（電偶極子隨頻率的變化是連續的，ref to 教材），原子的發光譜線應該是連續的，原子可以發出和吸收任意頻率的光。這顯然與實驗不符。

3. 經典電動力學可以非常粗糙地解釋受激吸收、受激輻射。這類似於振子的強迫振蕩，光波驅動偶極子振蕩，處於較高能量，就是受激吸收；在較高能量振蕩，放出同頻率的光波，就是受激輻射。至於自發輻射，完全是經典理論的禁區，沒有真空場的引入，根本別想解釋，連定性的都沒門。

結論：在原子與光場的相互作用方面，經典電動力學的這個理論只能解釋原子可以發光，可以吸光，剩下的唯一價值就是通過一系列複雜的計算折磨學生，然後深刻體會經典理論走到了窮途末路。當然，經典的偶極輻射模型在無線電領域有著廣泛的應用，但是這就是宏觀領域了，經典理論在宏觀世界不是一向很厲害嘛。

根據麥克斯韋電磁場理論，既然光是一種電磁波，那麼是不是所有形式的發光最終都可以歸結為光源內部原子、分子電荷分布的振蕩？

也能這麼說吧。

經典輻射理論分兩步解釋這個問題，首先假設原子是一個振子，求解它的電偶極子的形式；然後將其帶入電偶極輻射模型，求解出輻射場的形式。其實一般來說，我們只關心原子可以輻射出什麼頻率的光，相對強度是多少。這樣其實求解出第一步就可以了，我們看看電偶極子中有哪些頻率成分以及相對強度是多少就行了。

半經典理論（其實就是本科的量子力學，原子量子化，電磁場還是經典的），首先把原子量子化，能級、定態什麼的就都有了，然後依據微擾論來求解電偶極子的形式；將其帶入經典的電偶極模型，求解出輻射場的形式。一般來說，不用考慮第二步。

這兩個理論求解出的電偶極子的形式一個最大的不同就是，經典理論的頻率分布是連續的，半經典理論的頻率分布是離散的。

所以兩者的共同之處就是，都要求解電偶極子，而電偶極子的形式就可以理解為原子內部的電荷分布的振蕩，只不過經典理論認為振蕩頻率是連續分布的，半經典理論認為是離散分布的。

結論：在麥克斯韋電磁理論的前提下（電磁場是經典的場，而不是光子），原子發光可以歸結為原子內部電荷分布的振蕩，只不過這個說法有點不太舒服。在量子力學的框架下，說電荷分布的振蕩似乎會有誤導性。

P.S. 全量子理論（原子和電磁場都量子化）可以解釋自發輻射。對於很多應用來說，半經典理論已經足夠用了，只不過需要唯象地引入衰減項（自發輻射率和退相干率）。只有那些涉及到電磁場量子特性的問題，比如糾纏光，才需要用到全量子理論。

後面那兩張PPT簡直是莫名其妙，原子處在定態確實是不能輻射光，但是你不讓它處於定態不就行了，比如讓它與光相互作用，它肯定會從定態演化到別的態。原子的態不是一成不變的，而是隨著外界條件的不同，會有不同的演化過程。自發輻射不過是處於激發態的原子與真空場相互作用的結果而已。在經典與半經典理論中，電磁場是用麥克斯韋的方程描述的，沒有真空場，那麼當原子被激發到激發態後，如果不與外界相互作用，確實是永遠不會發光。但是實際的實驗現象根本不是這樣，只有把電磁場量子化，用全量子理論才能解釋自發輻射，也就是原子不可能不被擾動，真空場永遠存在且無處不再，總要和真空場相互作用。

還有那個「混合態」，真是長見識了，簡直是不忍睹視，可以鑒定這個PPT的作者在故意誤認子弟。

P.S. 這種高度專業的知識千萬不要百度啊，哪怕wiki也行。最好看看書，書上有明確的解釋。

人家都說了是「經典電磁理論」。

當然不是，至少還有同步輻射。

謝邀。

不能用經典電磁學解釋。不然也不會搞出讓眾多物理學家都不願意接受的量子力學了。

電磁波容易被鐵吸收，如果你把手機放鐵盒打不通，但鐵可以反光，說明光和電磁波有物理性質的差別。

百度文庫越來越不能信了。

不行

時間也是一種波

不能。

經典電磁理論下確是能解釋原子能發光，但不能解釋原子的光譜為什麼是不連續的（在經典理論中，這要求不連續的軌道半徑）。

事實上「原子輻射」是一個經典電磁理論的「經典」bug——經典電磁理論下電子和原子核形成的電偶極子會不斷向外輻射電磁波，輻射電磁波會使原子不斷損失能量，導致電子軌道半徑不斷減小，最終落入原子核中。於是按照經典理論，一切原子都是不穩定的、快速衰變的……

通俗地說，如果原子處於某一高能級，不考慮真空漲落，它會一直這樣呆下去，不會自發輻射光子躍遷到低能級。 @易駿的回答比較全面，還有參考書。

用躍遷解釋