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光源中的原子发光是此起彼伏，瞬息万变的。这个原子发光后“熄灭”了，那个原子开始发光又“熄灭”了，另一个原子又发光…因此光源是在随机的一段一段地发射光波，每段光波叫一个波列，它不是无限长的连续波。每个波列发射的持续时间是很短暂的，不同的原子发射不同频率的波列，持续时间具有不同的值，约为10^-8 ~ 10^-10秒数量级。
在光电效应的实验中我们也发现，从光照开始到光电子从金属中被释放出来，整个过程所需的时间也是在10^-8 ~ 10^-10秒数量级。如果将原子发射一个波列的持续时间和光电效应实验中光电子被释放出来所需的持续时间联系在一起，我们可以假定由原子发射出的每一个波列就是我们通常所说的一个光量子，其能量E=hv（h为普朗克常量，v为光的频率）。 在此基础上我们进一步假定：一个光量子是由一列等间隔的，独立的，离散的且更为基本的亚光子所构成，每个亚光子在其运动方向的垂直平面内有且只有一个光矢量，每一个亚光子的光矢量都较其前一个发射出的亚光子在矢量的方向上存在一个滞后，当第n个辐射出的亚光子的光矢量方向与第1个辐射出的亚光子的光矢量方向相同时，亚光子完成了一次周期变化。根据上面的假定我们可以这样定义光量子的波长，周期和频率：在一个光量子中，光矢量方向相同的两个相邻亚光子间的距离为光量子的波长，亚光子的矢量方向变化一周所需的时间为光量子的周期，其倒数为光量子的频率。 已知一个光源的波长λ,频率v和发射一个光量子（波列）的持续时间t，计算一个波长λ内有所含亚光子数n与发射一个光量子（波列）持续时间t的关系？ 一个光量子（波列）的长度为光速c乘以持续时间t ， 一个光量子（波列）所含波长的个数为光量子（波列）的长度ct除以波长λ， 设:一个波长λ内有n个亚光子，每个亚光子的光矢量为h， 则每一光量子（波列）的能量为一个波列所含波的个数ct/λ乘以每一个波长内的亚光子数n乘以单个亚光子的光矢量h 即 E=nhct/λ 因为c/λ=v 所以E=tnhv 令：nt=1 我们就得到了所熟悉的公式 E=hv 这个公式背后隐含的物理意义：一个波长λ内所含亚光子数n与发射一个光量子的持续时间t成反比。 一切我们所接触到的光效应现象的实质都是光量子中亚光子光矢量作用的结果。让一个光量子经分光镜后形成相干的两列亚光子，分开后的两列亚光子的波长，频率和持续时间都与原光量子一致，所不同的是分开后的两列亚光子平分了原光量子中的亚光子数。当这两列分开后的亚光子列发生干涉时，考虑两列亚光子矢量间的夹角，必须要用矢量合成法来分析。设两列亚光子的光矢量为h1 h2，两列亚光子矢量h1 h2间的夹角为δ，应用余弦定律，我们求得亚光子的矢量合： h合= h1^2+h2^2+2h1h2cosδ 由于h1 = h2 = h h合=2h cosδ/2 δ =2κπ h合=2h，此时光效应最强，光量子经分光镜后能量被放大了两倍。 δ = (2κ+1)π h合= 0，能量由于亚光子矢量的方向相反而消失，换句话说一个光量子经分光镜后能量被隐藏起来了。 |