现代物理的质量是指引力质量,是一个力单位。力与质量的概念显得很模糊。 2、 修改的德布罗意假设: 螺旋运动是物体的基本运动,所以物体具有波动性。 质量为m的粒子,以速度v匀速运动时,具有能量E和动量p;从波动性来看,它具有波长λ、波速u、 频率f、周期T、圆频率ω、圆波数k;这些量的关系如下:其中h是一个常量。 h1 = h/2π f = 1/T = ω/2π k = 2π/λ = 2πf/u = ω/u u = v = λ f = λ/T E = m v^2 = h f = h1ω p = m v = h f / v = h/λ = h1 k
光子、电子的螺旋运动可以用下图来想象。假设地球绕太阳运动一圈形成一个园轨迹吧;光子、电子 就像绕地球运行的月球,其运动轨迹就是一个螺旋波。所以禁闭的光子、电子的运动就像是绕一个虚拟的 园或椭圆轨迹的螺旋驻波。禁闭的光子螺旋驻波的特性如例子1:想象一根有弹性的棍子,把它扭成麻花 状;再弯成圆形。当放手的瞬间,就会看到一根飞速螺旋运动的棍子。 光波就是这样产生的。光子在被原子禁闭时,光子的能量被封闭在驻波里,一旦发射,将以光速螺旋飞 行。所以,光波是光子的运动波形,不是机械波,也不是介质振动波。光子做螺旋运动,有 向心力、离心 力、速度C。
三、以太波动方程 如果空间一点M在圆柱面X^2 + Y^2 = a^2上以角速度ω绕Z轴旋转,同时又以线速度v沿平行于Z轴 的正方向上升,那么点M构成的图形叫做螺旋线。其参数方程如下图。
可见以Z轴前进的螺旋光波,在X轴、Y轴上有2个分量波,它们就是对应的电场波、磁场波。说变化的 电场波与变化的磁场波交互产生是不对的,应该说光波产生了电场波与磁场波。 电磁波动方程其实就是介质中的亥姆霍兹方程, ∇2 E - (∂2(E/t))/u^2 = ∇2 E + k^2 E = 0 ∇2 B - (∂2(B/t))/u^2 = ∇2 B + k^2 B = 0 u = ω/k = (1/uε)^0.5 其中E为电场强度,B为磁场强度,u是介质中的光速,ε是介质的介电常数,μ是介质的磁导率。 有关光波的2个分量--电磁波,现代物理已经研究得很详细,这里就不多说了。 建立以太波动方程统一电磁波与量子波会很有意思。我们假设以太密度为MD,光子强度为T,则有方程: ∇2 T - (∂2(T/t))/C^2 = ∇2 T + k^2 T = 0 (0)
我们知道一切波动方程的通解是: ψ= A sin[(ωt - kx) + ϕ] (1) (1)式分别对x和t求二阶偏导数,可得 ∂2(ψ/x) = - ω^2ψ/u^2 = - k^2ψ (2) ∂2(ψ/t) = - ω^2ψ (3) 这就是一维波动方程,其中u为波速,Ψ 为位移。 这是一种先有方程的解,后构造出方程的方法,与我们习惯的先有方程、后求解方程的方法并不一样。 因此,这种方程可以认为是拼凑出来的方程。二维平面机械波(如水面波、膜震动等)与三维机械波类似, 显然,(2/3)式是这里的一维特例。 ∇2ψ - (∂2(ψ/t))/u^2 = ∇2ψ + k^2ψ = 0 (4) 其中∇ = ∂(/x) + ∂(/y) + ∂(/z) 称为劈形算符, ∇2 = ∂2(/x) + ∂2(/y) + ∂2(/z)称为拉普拉斯算符。 最简单的三维球面机械波波动方程求解思路,是转化成球坐标形式 。其中r表示沿任一半径方向上离波源 中心的距离。注意到球面波在各个径向方向上的传播完全相同,而且在此方向与一维机械波的情况完全一 样。因此三维球面机械波波动方程式的解就是: ψ= (A/r) sin[(ωt - kr) + ϕ] (5)
四、量子波动方程 由(4)式有: ∇2ψ + k^2ψ = 0 k = p/h1 考虑到粒子的总能量E应是势能和动能mv^2/2之和,即: E = mv^2/2 + U = p^2/2m +U, p^2 = 2m( E - U ) 所以有: ∇2ψ + (2m/h1^2)(E - U)ψ = 0 (6) (6)式是粒子运动的波动方程通式,ψ描述的就是粒子的螺旋波轨迹;而不是现代物理学所说的几率波。 当为光子时就是以太波动方程。 当粒子被禁闭时,方程的解使得粒子的能量等显现了量子性。粒子在无限方势阱中允许的能量本征解为: En = (h1π n)^2 / 8ma^2 ( n = 1, 2, ...) (7)
待续。。。 |