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光到底是微粒还是波?
光的波粒之争,从牛顿时代就开始了。光时而表现为一个粒子,比如光是有动量的;时而光又表现为一种波,比如光具有干涉性和衍射性。
到1905年,爱因斯坦根据光电效应,证明光是粒子。当电子从高能的激发态向基态跃迁时,会激发空间的量子。受到激发的量子就成为光量子,简称光子。
稍后,根据量子力学,包括光子在内的所有微观粒子,都具有波动性,将粒子的波动归结为粒子内在的属性。由此,也进一步确认了光子的本质是粒子。
此外,由于普朗克常数h,既是是光子的角动量,也是光子的本征参量。因为,普朗克常数h是一个与光子能量无关的不变量。由此说明,光子的质量和半径都是大于零的,完全符合粒子的标准。
然而,既然光具有如此多的证据,证明其是粒子,为什么还会有人认为光是一种波呢?
这是因为,光子的行为往往具有波动性。导致光子的行为具有波动性的原因有两个。
第一个原因是因为光子太过细小,我们观察到的,往往是光子的群体宏观现象。这就好比水是由离散的水分子组成,但我们看到并感觉到的却是水的连续性,无数的水分子可以形成不同形状的水流。
第二个原因是我们把光子看作是孤立存在的粒子,因而很难理解光子所具有的波动性。然而,我们的宇宙存在着统一的物理背景。该背景是由离散的基态量子构成,是光子的物理空间。因此,光子的行为,比如具有衍射性,是由于光子与离散的量子空间相互作用的结果。
根据有机的量子宇宙观,离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子,由高能量子组成的封闭体系就是物质。
综上所述,光是粒子,是宇宙中不可再分的最小量子。只是由于受到量子空间不连续的影响,才使光子的行为具有了波动性。
这个问得好,必须刨根问底!虽然教科书,明明白白写着“光具有波粒二象性”,但是我必须说,这只是一个科学***说,不是科学原理。
追溯百年科学史,关于光的精准定义与物理本质,至今依然是一个物理悬案。当时,涉及几个重大问题:光传播是否要介质,光是不是物质波,光是否有静质量。议论纷纷,莫衷一是。
自从伟大的迈克尔逊莫雷实验,彻底推翻了上千年的空间以太说,爱因斯坦等人认定,光的传播不必介质,光可以在虚无的真空传播。进而推出“光的波粒二象性”的断言。
我们知道,高中物理“感容振荡器”,发射无线电波,电子并没有被发射到空间,只是发射的电磁辐射能。这就好比,琴弦振动发射声能,而声能需要空气介质作为载体。电磁波只是一种电磁辐射能,真空介质就是辐射能的载体。
有解释说,电磁波是一种场物质,说“场是一种特殊物质”,究竟特殊在哪里,没有下文,这显然在搪塞,不符合科学精神。
我认为,光或电磁波,与机械波一样,是一种纯能量,必须以真空介质为载体,才能得以存在。能量必须有物质携带,不可能独立存在。
教科书还说,电磁波是一种物质波或概率波。如果承认,电磁波是一种纯能量,那么其粒子性或质量性从何而来?有人说是“能量子”,这是胡扯:能量子只是物质量子的一个属性。
广义相对论说弯曲空间在虚空中,纯能量引力波在虚空中,宇宙大爆炸奇点在虚空中,爱氏逻辑的本质是:空间虚无主义,介质虚无主义、数学唯心主义(用数学空间顶替物理空间)。难怪网上的“虚无主义”、“鬼神主义”思潮甚嚣尘上,各路大神纷纷下凡。
与其追问“光的本质”,不如追问“空间的本质”。还涉及暗物质与暗能量的重大课题。关于空间的本质,我在前文有专述,就是真空物质波。如果把电磁波与真空物质波耦合成“电磁真空物质波”,有了载体,就有了波粒二象性。
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