读书笔记(T0E)S矩阵

当诸如电子或原子之类的粒子相互碰撞时会发生什么？物理学家描述这种碰撞时，通常使用S矩阵这个术语（S代表“散射”）。它仅是一组数字，包含了粒子碰撞时发生的所有信息。它告诉我们，多少粒子会以某一角度散射一定数量的能量。

计算S矩阵非常重要，如果S矩阵是完全已知的，预测材料的几乎所有特性将在原则上成为可能。S矩阵的一个重要之处是，它能解释令人困惑的日常现象。

例如，19世纪的物理学家使用粗糙形式的S矩阵说明太阳光在空中的散射，我们第一次能解释天空为什么是蓝色的，夕阳是红色的。

当我们在白天看天空时，我们主要看到的是从空气分子中反弹出来并在所有方向散射的太阳光。因为蓝光散射比红光更容易，来自天空的光大多是散射光，所以天空看上去是蓝色的。

日落看起来是红色的——我们主要看到了太阳本身，而非散射光。日落时，太阳位于地平线附近，所以来自夕阳的光必须水平传播到达我们的眼睛，从而穿过一个相对大量的空气。当阳光到达我们身边时，只有红色光未被散射。