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黄金的金色为何高贵?因为它是宇宙留给人类的一封亿万年的密信

Dela

最近金价一路狂飙,成了全民话题。

但我猜,当你手里捏着一颗沉甸甸的金豆子时,可能从未想过一个极其简单、简单到有点“傻”的问题:黄金,它为什么偏偏是金色的?

你可能会说:“这算什么问题?金子金子,当然是金色的啊!”

但你仔细回想一下,在化学元素周期表里,那些出身显赫的金属——银、铂、钛、铝、铬……放眼望去,几乎全是白茫茫的一片银白色。

唯独黄金,像是个不合群的叛逆者,固执地披着那层耀眼的、充满神性的黄橙色。

我想告诉你,为了让你一眼就能从一堆破铜烂铁里认出这抹值钱的颜色,宇宙动用了两套最顶级的“物理大招”:一套是量子力学,另一套是相对论。

如果这个宇宙的物理常数稍微偏一点点,或者光速再快那么一点点,黄金就会瞬间“泯然众金”,变成一种和银子没什么区别的银白色金属。到那时,人类几千年的文明史、战争史,甚至你的一切理财故事,可能都要推倒重来。

更神奇的是,在地球上所有天然金属里,只有黄金的金色,同时证明了量子力学和相对论都是正确的,这是从地球诞生那天起,大自然就悄悄留给人类的“一封密信”。

咱们一起揭开这个的秘密,听完你一定会忍不住感叹:原来金子值钱,真的有它的道理!

【收听指南】

00:19 黄金的颜色之谜:化学元素中的叛逆者

07:12 双剑合璧:量子力学与相对论如何塑造"金色"

15:19 菲涅尔效应:金属区别于普通材质的核心

18:48 材质视觉魔法:菲涅尔效应下的反射率对决

25:19 量子虚态:光子与电子的能量交换游戏

45:21 黄金滤镜效应:相对论在颜色中的具象体现

50:08 相对论奇迹:电子以58%光速运动

01:01:14 颜色的本质:大脑为电磁波贴标签

01:03:19 黄金的科学诗篇:从电子舞动到宇宙法则

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本期一些有助于你理解的参考图:

图1:

车田正美的漫画《圣斗士星矢》,通过线条和颜色的组合,让我们认为纸上呈现的东西是金色。


图2:

即便是纯黑白色的画面,也可以只凭感受到黄金与青铜的区别


图3:

一张图展示菲涅尔效应,当我们看近处的水面,视线几乎与水面垂直,能清晰地看到水底。但当你远眺湖面时,水面就像一面完美的镜子,倒映着远山。


图4:

菲涅尔效应告诉我们的视觉:这是个大理石球。


图5:

菲涅尔效应告诉我们的视觉,左边是一个光滑的塑料球,右边是一个光滑的金属球。


图6:

菲涅尔效应的本质,就是一个光遇到电子的概率问题。


图7:

一张元素周期表,大部分位于左下方的元素都是金属,少量位于右上方的是非金属。金元素是79号。


图8:

左边是一个表面很光滑的、黄色的塑料球,右面是一个黄金的球,除了菲涅尔效应的不同,同样的白色灯泡倒映出的倒影颜色也不同(黄金的反射颜色是由相对论效应造成的),所以我们的眼睛能分辨光滑塑料和黄金表面。


图9:

我们日常所说的一束光基本都是频率从高到低的光波组成的光,我们的眼睛只对从紫色到红色这一段有反应,所以这一段被叫做可见光,频率比紫光更高的,叫紫外线,频率比红光更低的,叫红外线。





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