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光的本质和性质  

2011-01-11 06:02:47|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者天津滨海新区李新民  

一光是热的本质

光是由能量子光子组成的,光子具有热膨胀的性质,一定体积的光子是随时间自由膨胀的;体积不断膨胀增大,光密度或光强度不断降抵;随之热量密度降低,温度下降。热是由电磁波决定的,电磁波的多少决定着热量的多少。电磁波密度大温度就高,反之就小。物质分子等粒子的热运动不是热的本质,是热的表现或伴随现象。热的本质是电磁波的膨胀性质。电磁波密度或强度越高,膨胀力就越大,对系统分子等粒子的作用力就越大,分子的运动速度就越大,分子间距也被膨胀大,表现为系统温度就越高。由于电磁波总是从高密度区向抵密度区膨胀,表现了高温区总是向低温区传递热;指出了热力学运动方向,即热力学第二定律的方向。热的本质是热质——电磁波,热动是热的的表现形式,是系统电磁波膨胀作用于物质粒子运动的结果。

 二光运动的本质

从光源发出的光线,先发出的光子先膨胀,膨胀力的衰减大于后从光源发出的光子,即从光源向前方发出的光子,后面光子的膨胀力大于前面光子的膨胀力,使得后面的光子一直用大于前面光子的作用力推动前面的光子向前运动,这就是光运动的物理图象。宇宙空间充满CMB和基态电磁波,当光子的膨胀力大于CMB和基态电磁波对光子的阻尼力时,光是做加速运动;当光子膨胀力衰减到小于CMB和基态电磁波对光子的阻尼力时,光做减速运动。光在真空运动速度很快,而热辐射波在真空传播很慢,远红外线波很可能是在减速的运动。光是光子膨胀力产生的运动,很容易解释光阴影,光的直线运动性,折射,反射等光学现象。如果将光解释为以某种介质(以太)传播的,那么光阴影现象就不好解释。

三光的新性质

1当光子的膨胀力大于CMB和基态电磁波对光子的阻尼力时,光是做加速运动;当光子膨胀力衰减到小于CMB和基态能质对光子的阻尼力时,光做减速运动。

2 当光子膨胀力衰减到小于CMB和基态电磁波对光子的阻尼力时,光做减速运动。

3光源持续时间越长,光强度越大光的传播距离越远

四光的波粒二象性

光电效应和康普顿效应给出了光的粒子性;干涉,衍射等实验给出了光的波动性。我知道光是直线传播的或是全空域放射性传播的,并没有显示出象水波一样的波动图象。下面我们给出光波动的物理图象,解读光的波粒二象性。

从光源发出的光子,先发出的先膨胀,其膨胀力先衰减;后发出的光子后膨胀,其膨胀力后衰减。从光源发出的第一个光子它的膨胀力作用只能传递到前面第N个光子,接着从光源发出的第二个光子膨胀力只能到面第N-1个光子 , 这是一个光子作用力距离随光线在空间周期振荡前进的图象。这种物理图象可以用正弦或余弦三角函数进行数学描述。当描述球面光时可用复三角函数描述。由此我们得出结论:光波动的本质是光子膨胀力在光线前进中的周期波动的图象,不是光线运动的波动图象。光的波粒二象性的图象是:光的粒子性是指光是由光子组成的,光的波动性是指光子膨胀力随光线运动成周期变化的波动现象,而光的运动是直线前进不是周期波动前进。由于光的波动方程是描述光子膨胀力周期变化的复三角函数方程,这种函数方程是将光运动的轨迹方程转化为光子膨胀力周期振荡的简谐函数方程来描述,是数学方法的转换,是理论转换。因此,光的波动图象是理论图象,是数学图象。光的实际运动不存在波动图象,光的衍射和干涉图象是光子膨胀力(光强度)分布和叠加的图象。

五物质粒子的波粒二象性

 波是存在的物理概念,还是对一类周期运动的概括?例如:单摆是摆锤的往复的周期运动,摆锤并不是一条摆动的波动线。简谐波就是可以化为三角函数的周期振动,简谐指的是三角函数的简谐性,只要是周期振动的线性运动都可以化为三角函数的简谐波函数来描写。客观世界不存在一条波动前进的波和轨迹,所有的波都是力,能量等物理量等周期变化的图像,不是运动的波动。水波是波幅向外的振荡传播,水波各质点并没有向四周前进,而是在上下摇曳。因此,简谐波是将周期运动的化为三角函数一类运动的总称。在经典力学中光的运动被化成简谐波来描写,光的运动是球对称的放射性的膨胀传播,不是波动前进。对波的测量实际上是对波的函数图像进行测量,即对波函数的理论图(纸)进行测量。我们知道波动是无法同时测量位置和波长的,要确定位置就要损失波长,要确定波长就无法确定位置,即在图纸上波是测不准的。由此我们得到两点:1波是理论存在,粒子是客观存在。2测不准是理论上测不准,跟现实没有关系。在光具有波粒二象性的启发下,法国物理学家德布罗意(1892~1987)在1924 年提出一个假说,指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都有波粒二象性.他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ 推广到一切微观粒子上,指出:具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性,这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比.即λ= h/(mv).这个关系式后来就叫做德布罗意假设.前文指出:客观不存在波动现象,波动是理论图像不是客观物理图像。德布罗意波是将物质粒子的质量,动量和能量带入三角函数的简谐波函数来描写,即运用光子的膨胀能量和粒子的动能等同起来,即德布罗意动量关系,将粒子周期运动同简谐运动建立起关系,将粒子周期运动图像化为粒子受力,或能量的周期振动图像来描写。这样就给简谐波输入了质量,动量,能量等相关的物理量,这样带有德布罗意波物质信息的简谐波动力学就是量子力学。量子力学的几率波是粒子作用力或能量分布的振动图像,不是粒子出现的概率。量子力学是通过德布罗意波进入微观世界的,她将微观粒子周期运动图像转换为宏观的简谐振动图像来描写。由此我们可以得出,在量子力学中,波粒二象性可解释为:波是理论图象,粒子是客观存在。

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