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重新定义光线

重新定义光线

下面是我对光线的直接定义,并通过这个定义推导光线的能量公式,并重新解释光电效应、外太空来的光线的红移现象等。也希望有兴趣的朋友,用这个定义解释更多的物理现象,你们会发现,这个定义用起来更得心应手。

光线是由限制在一条线上,次第排列的很多能量相等的光子组成。任何无限接近的另一排光子,属于其他光线。所以,一个光线的能量就由该光线的光子的数量决定。自然光线的功率则是单位时间内,该光线能够提供的光子数量决定。显然,光线的能量功率可以写成:
P=Ep•n, 其中P为光线的功率,Ep为一个光子的能量,n为单位时间内光线能够提供的光子的数量。

我认为光线的波性应该理解为,光子和虚无(nihility)之间有规律的交替现象。我们设想军人排成的一排队列。任何相邻的两个军人之间有一个空隙。所以,他们队列就可以描述成,军人——空隙——军人——空隙。。。。。如此有规律的反复。光线也是光子——空隙——光子——空隙的反复形式。我们就应该定义这种队形为光波。所以,光波的频率υ,相当于单位时间内光线能提供的光子数量。所以,上述光排的能量频率应该写成:

P=Ep•υ

光线的能量功率公式非常接近于光子能量公式,即Ep=h•υ。 如果光子能量公式成立,那么光线的能量功率可以写成:
P=h•υ•υ。 (其实,冥冥中直觉告诉我,所谓的光子能量公式相当于光线的能量功率。如果是那样,光子的能量就应该是普朗克常数)

对于光波的波性,上述描述是可以成立的。电子波就是一股电子流,它能够产生衍射现象,所以叫波。光子流同样也能够产生衍射,所以可以叫波。显然电子波的传播可以不借助媒体,因为电子本身是实体;同样地,广波的“传播”也不需要媒体,因为光子也是实体。

1)用新的光线定义解释光电效应
光电效应产生的过程可能是这样:光子和电子发生碰撞,碰撞发生很短的时间,电子获得足够的能量并发生光电效应。这里要强调一直以来被忽视的问题,即电子与光子的碰撞时间。如果电子是静止的,就不要所谓的极限频率。正因为电子是活动的,所以光子和电子的碰撞时间很短。在这个很短的时间内,只有让足够的光子与电子发生碰撞,才可能让电子脱离原子,并产生光电效应。根据我们的定义,一定时间内能提供多少光子取决于光线的频率,所以光电效应需要光线的较高频率,才能在碰撞的瞬间获得足够光子的碰撞。即光线的极限频率时发生光电效应的前提。注意,这里我们可以设想,两条光线同时照射到同一个电子的几率接近零。
显然,电子脱离原子需要克服原子核的控制,所以不同材料,应该需要不同的极限频率。

2)远来光线的红移现象和宇宙大爆炸
即Edwin•Hubble发现的,所谓多普勒现象。首先多普勒现象发生在声学。而它的产生建立在媒体(即空气)压缩的基础上。而光子的运动不需要媒体,所以光线其实是无数光子在运动,而非传播。所以,光线不可能有多普勒现象。
那么如何解释所谓的红移现象呢?所谓红移,本质上就是光线的频率变小。根据我们对光线频率的理解,所谓频率变小,实际上等同于光子数量上的减少。所以我们只要能够解释光线在宇宙的“传播”过程中,会丢失光子,而且“传播”的距离越长,丢子的光子数量越多,就能够正确解释哈勃观察的红移现象。光子在宇宙履行中,或者被别的物质吸收,或者被反射,或者被其他相交宇宙射线弹出原来的队伍,都会导致光子的丢失。显然,光线行走的距离越长,丢失的光子数量就会越多,红移现象就越严重。这些都是符合哈勃的观察结果的。

显然,红移现象不可能是宇宙大爆炸的结果,我们也应该重新审视暗物质、暗能量等理论。

朱承太,2007-12-9,于大连华南

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看我还写了啥?

可笑的谬论

楼主对光的粒子性与波动性认识得太肤浅了.
我们平常所说的光指的是可见光,波长范围约在380nm到780nm之间(1nm﹦10-6nm),在这个范围内的各种波长,都可凭人眼的颜色感觉来加以区别。蓝色和紫色属于短波,红色属于长波,黄色和绿色处于可见波长范围的中间部分。所谓可见光,其实只是某一波长范围内的电磁波作用于人眼的视觉细胞产生的现象,地球上的许多生物在漫长的演化过程中,为了自身与周围环境更好的能适应,它们能看到比我们人类宽的多"光",也就是说,假如有某种传感器能把整个电磁波范围内的任一波长的电磁波都能产生光电效应,那么,整个宽广的电磁波范围对这个传感来说就都变成了可见光,当然这只是假设.
关系光的粒子性与波动性,人类已经努力地研究了几百年,最终得到的结论是粒子性与波动性兼而有之,实验室里做的光干涉现象就证明了光的波动性,而光敏器件产生的光电效应又证明了光的粒子性.光电效应实验还证明,光照射在光敏物质表面时,其表面被激发的电子数的多少只与光的强度有关,而与光的波长无关.但被激发的电子的动能的大小却与光的波长有关,波长越短,被激发的电子的动能越大.现代光电理论得到的结论是:波长决定动能(光电转换表现为器件的输出电压高或低),光的强度决定密度(光电转换表现为器件的输出电流密度大或小).
现代科学对光的研究证明,物质能发光,其内部粒子必须具备一定的动能,一般表现为粒子的剧烈振动,当粒子振动达到一定频率时(能量加大,主要表现为热动能),光子就会从基态被激发出来,当光子超越亚稳态时就会逃逸,也就是我们所说的物质发光,光子的振动频率(波长)由发光物质粒子的振动频率决定,粒子振动频率越高,逃逸出的光子的波长就越短(偏向紫光区),反之就波长越长(偏向红光区),更简单地说,就是光子从物质表面逸出后是一面振动一面前进.
楼主用士兵排队来描述解释光的波动性显然是十分可笑的,因为你严重地搞错了概念.我们如果能有办法做一个只能让一个光子通过的管道,那么在这个管道里连续不断通过的各个光子间的前后距离是不固定的,为什么呢?因为在发光物质内部的所有粒子运动是杂乱无章的(就象翻滚的油锅),只是每一个粒子本身的振动频率是受发光物质当时的热能决定着,暂时保持着相对固定的振动频率.
楼主说士兵排得越密,就相等于光的波长越短,那我要问你,是不是就等于在同一时间内的光子数也增加了呢?如果是这样的话,光敏物质在单位时间内被光激发出的电子数目就会有光的波长来决定了,现有的光电理论就无法解释,只能被你推倒,这显然是荒谬的.


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