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光的本质
发布日期:2005年02月04日     点击次数:     作者:沈奕彬      来源:本站原创
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光的本质

光,在宇宙中是最为普遍的东西之一。而对于我们,光更是紧密相关、不可缺少的东西。没有它,不说别的,地球上的 植物链便无法 形成,于是 动物链则也 无法产生。当然,为了了解光的实质,人们已在实验中和理论上 作出 很大的努力。可至今却还没能得出最终的、根本性的答案。简单地说,光的具体表现既有“波动”的性质而又有“粒子”的性质。人们无法将这两个性质统一起来。于是只能说:“光具有波粒二 象 性”。

现在,在我们论证过的那些理论面前,光,终于可以真相大白于天下了。

因为,认为光是 一种波所遇到 的唯一问题是媒质无法寻找出来,而波动是需要靠媒质来传递的。

我们在前面已经论证:空间,是由一份份空间基元所构成的,而空间既然是一种客观的存在、既然存在着基元,那么空间则不能是空无一物的。也就是说,空间的基本单元“空子”和“静空子”其内部有着循环体、中间体及中心体所组成的内部结构。

那么,这构成所有空间的空间基元难道不可以作为光的媒质吗?而这媒质又正是一份一份基元所组成的,这又可以是 光表现 出“粒子”性质的最根本原故。

且慢,记得吗,在前面我们已明白:电场,乃是游空子或重合游空子循环体的极性变化循环引起周围静空子中的中间体产生极性感应激荡的现象。而磁场呢?根据磁场的产生规律,我们可以得出:

磁场乃是电场随着激发 源朝某 一个方向作高速运动时,电场在运动方向的头尾部分 被运动 所抵消(极性感应激荡在后面的由于激荡的方向与运动方向相反而几乎或完全抵消,而在前头的则激荡还没有完成,整个带电体却已经逼近或赶到了;而如果速度慢,则后面的难抵消,前面的难赶到━━这正也是速度慢的电子只产生电场而不产生磁场的根本原因),

于是,剩下来的那环绕着带电体的、环绕面与带电体运动方向相垂直的极性感应激荡便就是所谓的磁场是也。为何那剩下来的极性感应激荡乃是环状的呢?因为,这激荡乃是游空子之循环体所激发的,而循环体是环状的,故这激荡亦为环状。

也 因为由游空子 所产生的最为基本的磁场总是环状的,所以这也是 找不到磁单极 的根本原因。

那么,电磁波又是怎么一回事呢?

从上面的论述中我们可以明白,电场和磁场在实质上是没有区别的。它们俩只不过是感应极性激荡的状态有所不同而已!于是,当它们的一 方产生 变化时,自然便有可能朝着另一 方转变 。

人们早就知道,电磁波是变化的电场和磁场交替相互转变并传播着。

可是,为什么电场和磁场的交替转化能够向远处传播开去呢?

其实,电场和磁场一样会向远处传递极性感应。只是,它们这种极性感应在自然界中太普遍了。所有带电的粒子以及带电粒子的运动都能产生。于是,空间中到处混杂着这种频率极高(与各重合游空子那极大的内循环频率相同)的感应激荡。于是当某一电场或磁场的空间极性感应传到远处而变弱时,便与强度相当、频率或 同或近或异 的各种极性感应激荡混在一起而难以检测出来!犹如在非常拥挤吵杂的人群中,某一个人的声音则只能在近处才能听得出来,离远了便无从辨别了;而如果这人群中还有几个人的声音与之相同,那么则连仪器也难以检测了。

而电磁波的特点乃是强度不断地产生较大周期性的变化。

电磁波强度的大小,取决于电磁波本身振幅的大小。而振幅,其实便是每个静空子内参与极性感应激荡的中间体份量的多少(如果静空子里的中间体全部参与极性激荡,则此时的振幅为极大值)。

那么电磁波的各种频率又是怎么一回事呢?为何各种频率的电磁波的传播速度是一个样的呢?

电磁波的频率,人们所指的乃是电磁波那强弱变化的快与慢(即单位时间里那强弱变化次数的多少)。而在前面我们已明白,电磁波的强弱变化无非是通过空间基元“静空子”之中间体来传递的。因此,电磁波的速度其实乃是静空子中间体那极性感应激荡的传播速度!而这传播速度只取决于静空子内部的循环变化周期(因为,中间体的极性激荡必定要溶入静空子的内部循环。因此这极性激荡的周期必然要等同于静空子内循环的周期)。

所以,

当电磁波经过循环周期相同的空间常态基元静空子时,所有频率的电磁波的传播速度则都是一个样的,不同频率的电磁波只不过是每前后两次激荡静空子所间隔的时间不同而已。

由于,电场和磁场可以说乃是激荡频率与游空子内循环频率一样高的电磁波的基波(人们原来所指的电磁波乃是这基波更大层次上的强弱变化并传递);而由于游空子的内部循环是稳定的,故这基波的相位亦是稳定的,于是,电场和磁场便有着两种极性之别。由于电磁波基波实际上乃是电磁波 最 基础的形式,故亦可称之为电磁波;它乃是 极 高频之电磁波。

而如果是低频率的电磁波,那么当它激发一个静空子后,要待这个极性感应激荡传递出去较远的一段距离(频率越低这距离便越大),方开始再次激发静空子。

但不管是高频低频,前后两个受激状态的静空子的距离,便就是电磁波的波长。而电磁波的周期,便就是感应极性激荡经过这俩静空子之间隔的时间,它等于构成这段距离的静空子数乘以其内循环的周期。而如果,这些静空子的内循环周期不一致,比如这段距离中的一些空间里有着玻璃、清水等一些东西,那么容纳着物质 的那静空子 的内部循环必然要受影响而变缓,故将导致其循环周期变大(这也正是光在玻璃中、水中的传播速度较慢的原因),那么,上述计算电磁波周期的方法则应改为将构成波长 的各静空子 之内循环周期相加而求总和。

于是,当电磁波振荡着时,它所传递出去的极性感应激荡则载有一个周期大(相对于电场或磁场那很小的激荡周期而言)的强弱变化信号。由于这种强弱不断变化且周期大的信号自然界相对较少,其抗干扰能力也较强,所以即使它传到远处而信号变弱,也仍然比较容易被检测出来!故人们则认为只有电磁波能够传递至远处。

终于,电磁波的实质我们已经完全弄清楚了:电磁波乃是空间常态基元“静空子”之中间体的极性感应激荡并传播着。

那么,既然光即是电磁波,因此我们在本节开端所断定的光乃是以空间基元作为媒质,由一份份静空子来传递的波之预言,则完全可以宣布其正确与无误。

总之,

光这电磁波乃是由一份份空间常态基元“静空子”所传递的极性感应激荡,而一个静空子的一次感应极性 激荡则乃便是 一个光子。看,光的“波”与“粒”的特性终于得到了最为完美的统一。

那么,电磁波一般有着哪几种呢?

其一,乃低频的无线电波、微波。它是电磁场垂直强弱变化振荡时,激发了静空子的中间体,让它以极性感应激荡的方式传递出去。并且,这感应激荡的振幅也呈现周期性地变化着。由于电磁场强弱变化的周期相对于激发高频电磁波的微观粒子之运动变化的周期来说显得很大,故这类电磁波属于低频的长波。不过,这种电磁波较特别,它在每一个振荡周期里应不止只激发一个静空子。故它的波长并非是相邻两个受激静空子中间所隔的那距离,而应当是两个振幅相同的受激静空子之间的距离。(也就是说,它俩之间可以有不同振幅的一些受激静空子)

其二,我们要谈的乃中频的红外线与可见光。(注:这“中频”、“低频”及后面要提到的“高频”乃是我个人的划分,并非是人们本来概念中的高低频)

那么,这类中频电磁波该是如何产生的呢?

目前,人们知道这一类电磁波产生于原子中的电子,但经典电动力学和量子力学皆不能很好地阐明其激发机制。按经典理论,任何一个加速度 不 等于零的带电体,都要不断地辐射出电磁波。而原子中的电子一直有着一个“向心加速度”,故其辐射形成的光谱应是连续的光谱。可是,事实上原子光谱乃是一条一条的线状光谱,而量子力学为了解决这一矛盾,则干脆抛弃经典的基本概念,建立起自己的理论。但是,它也是在不清楚电子到底是如何在原子中运行的前提下去建立理论的。所以量子力学便只能是模模糊糊的,很多东西 皆无法 解释清楚,于是它建立所谓的“测不准原理”。

而现在,由于我们已经知道空间乃是由一个个的空间基元所构成,所有东西的运动实际上乃是物质基元(本来专指游空子,但在此包含着游空子重合体)在一个个空间基元之间的滚动。由于,游空子或游空子重合体滚动前进时,只能以外表的某一条边作为转轴;因此每次推进皆不能够同时进入两个或两个以上的静空子中去而只能滚进周围其中的一个静空子中 (请稍微想象一下便能明白其故)。因而每一个物质基元则无法同时进入两个空间基元中而走斜线;因此物质基元必须在空间基元的世界中走直线或直角弯。所以,人们所谓的

平滑的曲线、弧线在微观世界 中其实 是不存在的。在微观上,它们乃是由许多很短的直线和许多的 直角弯所构成 。或者,从几何的角度来说,既然,空间存在着基元,那么空间基元的 外径便乃长度 基元,而等于长度基元的线段则为线段基元,因此所有的线段包括所谓的圆弧等所有的 曲线皆乃由 线段基元所构成。因此,所谓的曲线其实乃是由许多的小线段和许多的棱角所构成的。

而 那所谓 的圆周运动之向心加速度其实则乃是运动物体在每个棱角上的变向加速度,因而所有的“向心加速度”从严格上来说则都是不连续的。由于“圆弧”上的那些棱角随着弧度越小则越紧密,于是越大的“圆”,这“向心加速度”的不连续性从整体上来看便越不明显。而在粒子的世界,这不连续性质自然便会非常的明显。

我们终于可以明白,电子在 绕核运动 的时候,因为所走的路径并非是所谓的圆弧而是 极 多边形,所以电子只有在棱角拐弯变向时方需要有着变向加速度、方对外 辐射出光子━━指比电磁波基波高一层次上的光子(借助辐射的反作用则实现了其变向运动),而所辐射出的不连续的一些光子的波长、振幅,则取决于电子所走的 极 多边形的整体形状、大小和电子拐弯前的速度及自身内部循环的情况。当电子拐弯时,虽然它的内部循环因辐射出光子而能量变小;可是电子拐弯后在走直线时,其内部循环在外来光子的作用下则必然会受影响而增加了能量。于是,在下一次拐弯时又放出能量,拐弯后再吸收……如此循环不已,生生不息,保持了原子的稳定。

从此,经典电动力学可以摆脱一个难堪的问题,即:“电子绕核运转时一直有着向心加速度,因此便会一直向外辐射电磁波;而如此电子的能量便会逐渐地减少,结果不久电子便会掉落在原子核上而宣告原子的终结。然而,事实上原子却是非常的稳定和长寿。”

关于电磁波,我们现在来谈一下第三大类,即高频率的紫外线、伦琴射线、γ射线等。

紫外线,乃高温物体所辐射出来的。高温,即分子、原子运动的激烈程度比较高;所以紫外线应是原子外围的电子在剧烈的运动中频繁激发静空子而产生出来的频率较高的电磁波。

伦琴射线,它是高速电子流撞击在固体的东西上而产生出来的。因此,决定它频率的乃是电子流中电子与电子前后之间的距离:距离越小,频率越高。并且,由于高速撞击时电子所受到的作用非常的强烈,所以其激发静空子中间体而产生出来的电磁波的振幅 则较大 ,能量较高。

而γ射线,它乃原子核发生强烈动荡时(如衰变的时候)激发静空子而产生,或者乃是正负电子湮灭时强烈激荡静空子而产生。由于原子核相对于整个原子来说比例很小,核中的各成份靠得很紧密,所以原子核强烈振荡时其频率一般会比电子 绕核运动 时的激荡频率要高,故γ射线的频率和能量在电磁波中是最大的。

由于,所有静空子中间体的极性感应激荡都要绕过其中心体,故电磁波为横波。由于,静空子的极性感应激荡在传递给下一个静空子时,这下一个静空子四周的静空子也会同时参与极性感应激荡并传播开去。因此,电磁波在宏观上又是一种扩散的波。而这正是电磁波会产生衍射、干涉、色散等现象的原因。

接着,我们来谈一谈电磁波能量的问题。

既然所有的电磁波乃是一个个空间基元“静空子”之“中间体”的极性感应周期性激荡和传递。因而, 如果把一个静空子的一次感应激荡称为“一个光子”,那么电磁波的频率实质上则是单位时间里波源发射出多少批光子。 或者说,电磁波频率的实质乃是单位时间里每个波及的静空子传递出去多少个光子。

因此, 实际上每一个光子都不含有电磁波的频率。 电磁波的频率高,实质上乃是单位时间里发射出的光子的批数多,而单位时间里所辐射的光子数多,这电磁波的能量当然就会比较大。因而, 纯粹的频率提高,乃是整个电磁波的能量变大而并非是每个光子的能量增大。

那么,“光电效应”又是怎么一回事呢?

某一电磁波的能量,总结起来共取决于两个因素:其一,电磁波频率的大小;其二,是光子振幅的大小。

于是,从这两个因素中可以明白:光子自身与能量相关的只是它振幅的大小。也就是说, 光子的能量只决定于它本身振幅的大小。

可是,光子振幅的大小常常(即并非绝对)与整个电磁波的频率成正比关系。因为,光子的振幅取决于激荡静空子时的激烈程度。而越高频率的电磁波往往是在越激烈的作用中产生的。

所以,在“光电效应”中真正起作用的乃是光子的振幅而不是所谓的频率。我相信,如果把低于“光电效应极限频率”的电磁波之光子的振幅增大,那么它便可以在金属中打出电子来。

光子的振幅增大,乃是静空子个体里的中间体参与感应激荡的份量增多,于是光子的能量较大,这样的光子自然比较经得起遇到阻碍时能量的损耗,于是穿透力也比较大。正由于光子振幅常与频率成正比关系, 故那些 频率极高的射线(如伦琴射线、γ射线等)则往往有着较强的穿透能力。

既然谈到了能量,下面我们不妨说一说能量的问题。

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