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论"物质场理论"揭示"光及其运动的本质" --光的波粒二象性、光是电磁波,不是粒子流 --在特定时空中,光子的"频率"与"波长"都具有量子性 --光子波长的长度数值的取值就是非连续的、离散的、量子性的
中国科学真理报:
什么是光?光的本质是什么?光有什么物理特征?光的物理学研究发展历史是如何?......等等问题都值得我们认真思考与谨慎对待!
在《圣经》中曾经将光比喻成真理、生命、荣耀,所以光的属灵意义与物理意义绝不可以随便对待!
一切扭曲了光、弯曲了光的历史、人物、理论与事件等,都要受到永世的审判;因为《圣经》上说"一切罪恶都可以赦免,惟独亵渎圣灵的罪不可以被赦免"。
一、光的物理学研究发展历史
在17世纪,以牛顿为代表的物理学家认为光是一种粒子。这种学说认为光由光源发出的微粒、它从光源沿直线行进至被照物,因此可以想像为一束由发光体射向被照物的高速微粒。
这学说很直观地解释了光的直进及反射折射等现象,曾被普遍接受;直到19世纪初光的干涉等现象发现后,才被波动说所推翻。在1905年提出光是一种具有粒子性的实物(光子),但这观念并不摒弃光具有波动性质。这种关于光的波粒二象性的认识,是量子理论的基础。
而与牛顿同时代的荷兰人惠更斯,第一位提出光的波动说。他在17世纪创立了光的波动学说,与光的微粒学说相对立。他认为光是一种波动,由发光体引起,和声一样依靠媒质来传播。
这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认。19世纪后期,在电磁学的发展中又确定了光实际上是一种电磁波,并不是同声波一样的机械波。1888年德国物理学家赫兹用实验证明了电磁波的存在,从此奠定了光的电磁理论。这一理论能够说明光的传播、干射、衍射、散射、偏振等许多现象,但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质,所以还需要近代的量子理论来补充。
而说明光在本质上是电磁波的理论,最早由麦克斯韦的理论提出、由赫兹的实验所证明的。电磁辐射不仅与光相同,并且其反射、折射以及偏振之性质也相同。由麦克斯韦的理论研究表明,空间电磁场是以光速传播。这一结论已被赫兹的实验证实。
麦克斯韦,在1865年得出了结论:光是一种电磁现象。按照麦克斯韦的理论c/v=√( ε* μ) ;式中c为真空中的光速,ν为在介电常数为ε和导磁系数为μ的媒质中的光速;因为c/v = n (折射率),所以n=√( ε* μ)。
这个关系式给出了物质的光学常数、电学常数和磁学常数之间的关系。当时从上述的公式中看不出n应随着光的波长λ而改变,因而无法解释光的色散现象。后来罗仑兹在1896年创立了电子论,从这一理论看,介电常数ε是依赖于电磁场的频率,即依赖于波长而变的,从而搞清了光的色散现象。光的电磁理论能够说明光的传播、干涉、衍射、散射、偏振等许多现象,但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质,所以还需要近代的量子理论来补充。
那么光是如何产生呢?
原子核外电子得到能量而跃迁到更高的轨道上,这个轨道不稳定,所以还要跃迁回来;跃迁回来释放出的就是一个光子,就是以光的形式向外发出能量。跃迁的能级不同而释放出来的能量同样不同,光子的频率就不同了、光的颜色就不一样了。
那光到底是什么?确实是一个值得研究、和必须研究的问题。现代物理学就已经又达到了一个瓶颈,即相对论与量子论的冲突。光的本质是基本微粒还是像声音一样的波(若是波又在什么介质中传播)对未来研究具有指导性作用。目前比较合理的观点是光既是一种粒子同时又是一种波,具有波粒二相性,就像水滴和水波的关系。
所以,光的本质问题困绕了人类几千年,曾经量子理论与相对论的提出者,在这个问题上都止步不前了。根本原因就是这些人都是爱自己的面子与自己的理论,而不爱真理,这些人根本没有卸下自己的历史包袱而去认真理解"光的波粒二象性、光是电磁波"这句话。
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