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光的实质是“波动”形状的“粒子”串
[楼主] 作者:tyger01  发表时间:2014/08/01 16:01
点击:141次

    因为电场的强弱不存在空间尺度上的长短高低粗细等概念,所以用任何"形状"来形容电磁场的样子
都不会太恰当,所以前面的"枣核形"也好"珠串"也好,还有刻成波浪的冰块等,或任何用"形状"来
表达电磁场的方式都不能真实反映电磁波和电场的本质面目,这需要要大家自己去开发想象力了。

    假设有一个无线电发射天线:


    天线上突然出现极化出电荷时,天线表面的电场就以光速向外扩散。电荷消失时,电场的下降沿也以

光速向外扩散。
    天线上没有电荷时就没电场,周围空间里就什么都没有。
    天线上出现电荷电荷时,电荷的电场也以光速向外扩散,负电荷消失时,消失的信息也同样以光速向
外扩散。
    由此看来,场是一种不停的向外"流动"的物质,场是一种本身没有质量、没有能量、但是可以携带
能量、占有(但不独享)时间、占有(但不独享)空间、永不停息的运动着的,并且对其他物质有作用的
特殊物质。场的运动与时俱进,永不信息,就算场源产生了场后消失了,已经产生的场依然继续向前以宇
宙中最快的固定速度传播。用专业的术语表达这种流动的场就叫作“幅射”。电场以恒定的速度向外幅射。

    场是一种标志着宇宙中"绝对空间"和"绝对时间"存在的显式物质。我们测量不到以太,但是我们
能测量到场的存在。场的速度是空间中的绝对速度极限,场的时间是宇宙中永恒的均匀流逝的时间,场的

扩散距离是宇宙中均匀的空间尺度。场的速度是宇宙中任何物质之间相互作用的速度极限。

    关于速度的极限,我们先看一下人推小车的例子,假如只忽略车的磨擦力(不能忽略人的磨擦力,否
则人跑不动了)车的最快速度是多少呢?显然是人跑的最快速度,假如人跑的速度追不上车,就不能再对
车提供推力,车就不会再有加速度。

    场在宇宙中以绝对速度c传播扩散,假如有一个电荷也以相同的速度和相同的方向运动,则场对它不
起任何作用,因为场追不上它。这好像在水中有一个物体,水对它的冲刷力与它的速度有关,当它的速度
与水的速度相同时,水对它没有任何冲刷力。

    电荷在场中受力大小与速度的关系是:F=F静√(1-v²/c²),当电荷的速度与场的速度相同时,电荷
受的力为0。当电荷静止时,受的力最大,就是静电场中的电荷受的力:F静=QE。

    假如电荷的质量是m,则电荷的速度接近静止时的加速度为:a=F静/m=QE/m,当电荷的速度为v时受
的力是:F=EQ√(1-v²/c²);加速度是:a=QE√(1-v²/c²)/m;
    由这个公式看出,因为我们认为E和Q是不变的,所以随着速度的提高,表现出的感觉就是电荷的质量
比静止时的质量m变大了。但是实质上是因为电荷的速度提高后,相同的电荷受到的电场力变小了。

    下面看看电磁波的问题:
    假如天线是单方向的(比如抛物天线),可以向单方向发射:
    当天线上的电荷按正弦规律交替变化时,这种变化就交替的产生大小和方向交变的电场,并按电场产
生的先后顺序等速的向远处传播(扩散),这就是电磁波。
    结合场的幅射和波的幅射看出来了,其实电磁波是被天线上的电荷"塑造"成了"波的形状"的电场。

因为电场无论是什么"形状"都会按场的恒定扩散速度幅射,所以这个被"塑造"成了"波的形状"的电场也

一样以场的固定扩散速度向远处传播。因此,单一方向的电磁波更像是一块塑造成"波"的"形状"的电场在

整体移动。能量集中在波的上升沿和下降沿上,相对场的移动方向垂直并静止的检测介面来说,分别表现

为电波与磁波。但是不论是电场还是磁场,都必然在极性交替的位置上有一个电场为 0 或磁场为 0 的断点,

就像前面说的天线上没电荷时的情况一样,是电场为0的点。这些0点把"波"的正负半周分成了不连续的

"电场段",每个半周是一个连续的起伏变化的电场段。电磁波被这些 0点切断成为一串正负相间的"电场段"

在空间以恒定的相对位置和方向的移动,移动的速度就是场的扩散速度c。

    电场的扩散不需要介质,但也可以在介质中扩散。电磁波的反射是场在穿越介质表面时产生的表面极
化作用导至的"惠更斯效应"即"次波源"原理。惠更斯原理不适用于无介质(真空)情况下的电磁波,
因为那是场的移动,不是波动。

    光的频率极高,所以光的一个波长很短,每个半周构成的"电场段"就是一个电场"颗粒"。

    光是电磁波(不过心里想着是一串电场段组成的串),但又与我们平时通信用的长波、中波、短波、
超短波、微波等不同。光的频率太高,不能用普通的电子设备及天线产生和发射。光是由电子的能级跃迁
时释放的能量构成的电磁振荡,但是每个电子从高能级向低能级跃迁时只能发出0.5-2(这个数我记不清
了,还是小时候在70年代年出版的《十万个为什么》里看到过,总之是很有限的几)个周期的电磁振动(
这与电子跃迁的能级数有关),并且方向单一,也就是2至8个粒子,所以电子的跃迁不能发出连续的电磁
波。
    (电力线理论需要修正,否则平行光或平行电磁场无法解释。)同方向电力线并不会互相排斥,比如
抛物型反射镜面可以把天线发出的电磁波变成平行的电磁波。激光也是平行的电场颗粒。真正球形幅射的
电场波层,因为处处法线上的磁场相等全部互相抵消了,所以没有磁场的存在,只是电波,不是电磁波。

    因为一般高温(比如白炽灯)产生的电子能级跃迁时间和方向各不相同,因此光是向各个方向幅射的。
    激光是一种让电子产生同方向的跃迁而形成的步伐整齐的光,因此是单一方向的高能光。即便如此,
激光也不是连续的电磁波,也是一段段的波组成。比如我们看激光照亮的地方会感觉像是有一些闪动的麻
点,这是由于照射每一点上的光不连续的原因造成的。

    光是由许多一段段的(0.5-2个波长)电磁波组成的,这是光波与普通电磁波不同的地方。但是不管
它是不是一段一段的,也不管每一段的光波是长是短,总之都是电磁波,所以除了持续的时间不同外,其
他性质都相同。


    就像雕成波浪的冰块在移动的时候,相对静止的检测点来说,表现得像波,但是相对波的载体冰来说,
上面的波是固定不动的固态形状。这样的物质称作"波状体",或"固体波",比如弯成波浪形状的一段
铁丝。在电磁波来说,因为光速极快,所以波长很长。每个半波构成的一个场段(或者也可以叫作"颗粒"
)如果用幅度来表示,就像一个拉得细长的枣核,在光频时则变得短多了,更加像"粒子",所以应该叫
作"波粒子"。或者应该说光就是由一个个的"能量粒子"组成的"粒子流"或"粒子串"。

    但是这里说的"粒子"与"光子"的概念不同,因为根据波长可知,光的"能量颗粒"应该有几百纳
米长。而"光子"的大小更像是一个电子跃迁时所产生的的"一根光线"的直径。(其实就是套在两个"
枣核"形电场之间的磁场环的直径)。


    我们知道,如果把一个物体升高相同的高度就具有相同的势能,只要高度相同,势能就相同,不论持
续多长时间。如果反复的把重物升高降低相同的幅度,则每一个周期改变的能量都相同,与改变的速度无
关。

    同样的道理,如果振幅相同,则每个波的"枣核"形"颗粒"(或低频率时的"场段")上携带的能
量相同,成为一个个能量团,与波长无关。比如只要振幅相同,波长1公里与波长1米的电磁波段上携带的
能量相同。因此,相同振幅的电磁波,频率越高(波长越短)功率越大。因此相同振幅的电磁波频率越高
幅射的有效(通信)距离也越远。这与电流或电压的有效值不同,电流或电压的有效值与频率无关。

    光电现象也支持这种理论,因为同强度的光,波长越短表现的能量越大。


    电磁波没有空间尺度上的振幅,只是电场的强弱和极性的变化,而极性是人为定义的,因此,电场的
正弦波不论正半周还是负半周带的能量相同。如果从能量的角度来表达,波长很短的电磁波很像一串"能
量颗粒""串"成的"珠串"。说成是粒子流名副其实。

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 [2楼]  作者:魏恩庆  发表时间: 2014/08/03 18:26 

离本质解释更远了。
[楼主]  [3楼]  作者:tyger01  发表时间: 2014/08/10 07:05 

本质指事物的原本,与现象相对应。
现象是我们看到的表像,本质是表象后面的真实本源。

比如我们看到一个花瓣的颜色是黄的,这是表象。本源是它把橙、青、蓝、紫等可见光吸收了。剩下的只有红黄绿,我们看上去就感觉它的颜色是黄色的。

“它把橙、青、蓝、紫等可见光吸收了”就称作本质。
 [4楼]  作者:叶建敏温州  发表时间: 2014/08/10 12:55 

1.5 “狭板实验”与“切伦科夫效应”证明光电磁波的非粒子本质

证明光电磁波不是光源发出来的光粒子束的实验就是“狭板实验”。取2块表面光滑的并有一定厚度与长宽度的同样的金属板,将它们的光滑面彼此平行无限接近,若光是光源发出来的光粒子束,那么只要2块板没有完全重合,光就会通过;若光不是光源发出来的光粒子束,只要2块板之间的距离小于半个波长,光就通不过。

同样,“切伦科夫效应”是判断物质运动为“粒子流”还是“电磁波”的依据。譬如,以水为介质,判断一物质运动为“费米子粒子流”还是“玻色子电磁波”的依据就是看其在水中的运动速度值在超过水中的电磁波波速值后有无产生“切伦科夫光”。若不产生“切伦科夫光”,那就是“电磁波”;若产生“切伦科夫光”,那就是“粒子流”。

1)费米子的运动都是“粒子流”,速度值在2.25×10^8米/秒 ~ 3×10^8米/秒之间(超过水中的电磁波波速)经过水中就产生“切伦科夫光”;质子、中子、电子、中微子在这个速度之间经过水后就产生“切伦科夫光”,这就说明它们都是费米子,而不是“玻色子电磁波”。

2)玻色子的运动都是“电磁波”,经过水后不产生“切伦科夫光”;伽玛射线、X射线、光线经过水后不产生“切伦科夫光”,这就说明它们都是电磁波、虽然有“粒子性、量子性”,但不是费米子、“粒子流”。

所以,光是电磁波、是“玻色子电磁波”而不是费米子“粒子流”,“波动性”是本质、“粒子性”是表现,光有“波动性”与“粒子性”,但不是粒子物质波理论的“波粒二象性”。

而因“光电磁波”波长很短具有“粒子性”,才起名叫“玻色子”,但光不是粒子;不同物理本质却有同一现象、同一现象却有不同的本质。“玻色子光电磁波”有“粒子性、量子性”,但不是粒子流的“光球”。

把光看成是粒子束,虽然有粒子物质波的“波粒二象性”,但是不能解释很多光物理现象、并与光电磁波物理矛盾;而认识到光是电磁波,在电磁场的“波动性”过程中同样有“粒子性”,反而能解释一切光物理现象、并与物理实际一致。那为什么还要坚持错误的观点呢?

所以,“玻色子光电磁波”与“费米子粒子流”的“波动性”与“粒子性”的本质不一样,不能说一物质运动即是“玻色子电磁波”、又是“费米子粒子流”;犹如不能说一粒子即是“玻色子”、又是“费米子”一样,光电磁波不是费米子就能说明它不是粒子。
[楼主]  [5楼]  作者:tyger01  发表时间: 2014/08/12 01:05 

对【4楼】说:

你没发现吗?你说的那些东西只证明了大象长得像麻绳,没能证明大象长得像柱子。

单独用电磁波像“波”的那些特征来证明它是“波”?或者用它像“粒子”的那一部份特性来证明它是“粒子”?

盲人摸象时他们都有确切的证据说大象长得像麻绳,像柱子、像墙……。能用像麻绳的地方来证明大象是一种麻绳吗?能用像柱子的地方来证明大象是一个柱子吗?

你只说了它像波的地方,为什么不敢换个地方来检验一下?别老只摸那一个地方啊。也有很多证明光是粒子的实验和应用,为什么不说呢?

 

一个事物,不能只看证明一种理论的地方,还要看看有没有证明不是某种理论的地方。要把所有的性质都考虑进去。

只选符合自己的理论的那一个或几个性质不是研究事物的方法,只是为自己找理由。大象有腿有尾巴,只摸尾巴来证明大象长得像绳子和只摸着腿说它像柱子都是不正确的方法。

电磁波是一种区别于任何其他波和粒子的物质,有它自己完整的性质,只强调任何一个片面的性质,无视其他特征和性质都是错误的。

 

光是一种即区别于粒子也区别于波的特殊物质,是一种同时具有波的性质和粒子的性质的物质。从某个角度上看它像是波,从另一个角度看它又像粒子。所以说它具有“波粒二象性”,要的是“像”与“是”的不同概念,像不代表就是。

 

[楼主]  [6楼]  作者:tyger01  发表时间: 2014/08/19 05:08 

我们必须学会全面的看问题,不能像盲人摸象那样只摸到了一点点东西就以为掌握了全部。

比如一个正方体,如果在不同的角度上看到的图形一定是不同的,没有人能同时看到一个完整的正方体。为什么我们能知道正方体是什么样子呢?因为我们从各个角度上观测过正方体。

 正方体

我们探索宇宙,虽然想象力是必须的,但是不能单凭想象。不能用已知的东西来断言未知的内容。一个理论必须经得起任何实际结果的检验,不论它是否能被已知理论认可。

光是一种具有波动性和粒子性二重性的物质,很多人坚决的认为电磁波也是一种机械波,完全不理会现实中的机械波是质点的振动,而电磁波不存在质量,不是质点不存在惯性,不受F=ma的规律限制。电磁场的质量是0,如果按a=F/m看,F和m都是0,a=0/0,因此宏观物体的运动定律对电磁场是无意义的。

根据前面的天线极化电磁波的动画,我们把电磁波想象成下面这个样子:

像粒子的电磁波

因为电磁波不存在空间尺度上的“形状”概念,我们无法用任何图形来表达电磁波的“形状”。图中的曲线并不是空间尺度上的“波”,而是电场强度随时间及空间位置上的变化曲线。图中用蓝色代表正半周,黄色代表负半周,亮度和轮廓与曲线一样代表电场强度。图中没有画出磁场,因为磁场与电场正交,如果画出来图就乱套了。

假如我们现在跟着这串电磁波一起走,我们就能慢慢的观察它了,看到了静止的电磁波的“样子”。

电场颗粒按产生的时间顺序排列,因此水平方向即表示了时间,也表示了长度。两个电场块就代表了一个周期或一个波长的电磁波。一个电子跃迁能产生1-4个周期左右的电磁波段,我们上面画出了七个半波,也就是3.5个周期。看上去像一串珠链。但是与珠链不同的是电场颗粒中间并没有串珠子的线,这些电场珠互不相干的、却以相同的速度和方向运动着,因此保持着相对位置的恒定不变。每个电场块是独立的能量载体,相同幅度的电场块上带有相同的能量,而不论波长或周期的长短。

当它穿过某个界面时,体现出来的依然是波动性,因为作为固定的界面,感觉到的是强弱随时间变化的电场的波动性。

而当这串电场珠串与某种物质发生作用时,则物体的感觉就是一串珠子的依次撞击。

因此,它们即带有波的性质,也带有粒子的性质。用检测波的手段测量它就体现出波的性质,用检测粒子的手段检测它就是粒子。

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