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作者：彭晓韬 日期：2018.11.22 ［文章摘要］：光子是目前物理界主流观点所承认并常用的概念。但通过本人长时间的细心研究发现：光子是不可能存在的。同时，引力也不可能是引力粒子组成的！声波更不可能是声粒子组成的。现就此进行详细的理论证明。并根据光是波不是粒子观点对支持光是粒子的几个典型实验进行波动学解释。 一、光子假说概要 光子最初是由爱因斯坦解释光电效应时提出的，其主要特点包括：具有单一频率、其动量和能量与频率成正比。即：光子的动量为：P=h/λ=hf/c； 光子的能量为：E=hf=hc/λ 其中：Ｃ为光速；h为普朗克常数；f为光的频率；λ为光的波长。 由以上光子的能量与动量公式可知：光子必须为单一频率且能量与动量均与频率成正比。 二、光的常见性质 1、速度：在真空中为Ｃ（还需进一步验证）；在均匀介质中的速度与介质性质和运动状态有关，一般为恒定值。如在玻璃中一般为真空中的（1/1.3～1/1.7）倍；在不同介质分界面处，光速会发生跃变。特别是从光密介质进入光疏介质时，光速会跃升。如：从玻璃进入真空时，速度将从约20万千米/秒跃升为30万千米/秒； 2、遇介质：光遇到介质时会变成反射（散射）、折射（透射）和转换（热辐射）等不同运动方向、运动速度及频率的光。就如下图所示（脉冲光通过可乐瓶时的高速摄影照片）：光与介质作用使介质成为了新的光源并产生向周围传递的光波。 3、叠加性：光与同频率的光会发生干涉，实质上是遵循叠加原理的； 4、无限分割性：一个电子或质子同时与宇宙中所有其他带电体（电子或质子）间存在电磁相互作用，也同时受到这些带电体的反作用。 三、光不可能是粒子的理由 1、电磁场无处不在决定了光为光粒子的可能性为0：每个电子或质子均在宇宙空间任意位置上产生电场和磁场，且电场和磁场有无限多个频率。也可以说：每个电子或质子任意时间均与宇宙中其他电子或质子间存在电磁相互作用，且作用频率任意种之多。同时，电子或质子也受宇宙中所有其他电子或质子的电磁反作用。那么，如果这种作用是由单一频率的光子负责完成的，则需要有无穷多个不同频率的光子与每个电子或质子作用。同时，也受到宇宙中所有其他电子和质子无数多个不同频率的光子的反作用。也就出现了宇宙中任意空间位置上任意时刻都有无穷多个不多频率的光子正朝不同的方向运动着！这种情景可能出现吗？！ 2、一般光源的频率谱均为连续谱决定了光为光粒子的可能性为0：单一频率的光子不可能组成连续频率谱的光，如太阳光！就如一个喇叭的振子输入一个脉冲信息号，输出的声波为连续频率的声波。因此，声波不可能是不同频率的声子组成的一样！一个受原子核束缚的电子的脉冲式跃迁运动也会产生连续光谱，不会是单一频率的谱线！只是在电子跃迁期间，原子核因失去电子而成为了作频率单一的圆周运动的谐振子，其产生的电磁场为单一频率的谱线！ 3、电磁场在均匀介质中的运动速度恒定决定了光为光粒子的可能性为0：如果光是粒子，则光在均匀介质中的运动速度应该会随运动距离的增加而衰减，而不可能保持恒速； 4、电磁场在介质交接面处的运动速度、方向的突变决定了光为光粒子的可能性为0：光在介质交接面处会产生反射（散射）、折射（透射）和转换（热辐射）光，其运动方向和运动速度，甚至频率均会发生变化，不可能是单一频率的光子能完成此项界面转换的！反射、折射和转换光均不是原来的入射光！特别是从光密介质到光疏介质时，光速会发生瞬间跃升。这些都是光粒子无法完成的任务。因为，如果是光子的话，则不可能出现瞬间速度跃升的现象！ 5、电磁场遵循叠加原理决定了光为光粒子的可能性为0：如果光子携带与频率成正比的能量和动量的话，则光在与其强度、频率、运动方向相同但相位相差180度的另一束光复合而消失时，就会违背能量和动量守恒定律！ 综上所述，光只能是电磁场，不可能是单一频率且携带与频率成正比能量的粒子，也不可能具有波粒二象性！ 四、几个支持光为粒子的典型实验结果的波动学解释 1、光电效应 照射到金属表面的光会改变金属表面照射部位的电磁场，从而会改变此区域的电子和原子核的运动状态。当照射光的频率与电子围绕原子核的运动频率相近时，就可对相位合适的电子进行同步加速。当被同步加速的电子达到逃逸速度时，就会飞出金属表面成为自由电子。这也是为什么不同材质的红限不同且红限不随光照强度与持续时间增加而降低、光电子数量峰值对应的频率与电子围绕原子核运动频率相近、光照频率高到一定程度时，光电子数量不增反降、光电子与光照方向间的夹角可大于90度的原因所在。这些是用光子无法解释的。 下面几张图是内光电效应中，频率（波长）与相对灵敏度的关系曲线图，可清楚地发现：光的频率愈高并不会提高灵敏度，而是完全相反。不同材料的灵敏度都有相对应的峰值频率。 2、康普顿效应 X射线与自由电子的相互作用过程可看作X射线被自由电子散射，X射线（电磁波）使自由电子所处空间位置上的电磁场发生变化，进而使电子的运动状态发生改变，且这种改变与电子瞬时运动状态有关，即电子原有的惯性运动与Ｘ射线产生的电磁场对电子的作用叠加后，电子将成为新的光源对入射的Ｘ射线进行反射、折射或转换。而新光源产生的新的Ｘ射线的频率就与其传递方向有关了。就如乒乓球遇到不同运动状态的球拍时，球的运动方向和速度均会改变，当然频率也会改变！实质上，单个电子因Ｘ射线改变运动状态成为新的光源后，其不仅会产生反射、同时会产生各个方向的光波。如果说是一个Ｘ射线光子遇到一个自由电子的话，则作用后也只能是一个Ｘ射线光子向某一特定方向运动而去，不可能在各个方向上均产生不同频率的次级Ｘ射线！可采用此方法验证康普顿效应为电磁相互作用而非粒子。实质上，X射线被自由电子散射后，不同方向的X射线频率不同就可说明其非粒子而是波。因为如果其为粒子，就中应该改变频率而只能改变速度。否则，就失去了最基本的粒子属性了！ 五、几个可证明光是波不是粒子的观测实验结果 1、迈克尔逊——莫雷实验 不同运动状态的光源发出的光，经实验装置中的三棱镜、半透镜和反射镜作用后，不会产生干涉条纹移动。这结果恰好证明了光是波不是粒子！因为是粒子的话，不同运动速度的光源产生的光子相对实验装置的运动速度会不同，形成的干涉图像也应该有别！但实验结果否定了此种情况，只能说明光不是粒子而是波：只有光波在大气层内的运动速度恒定或光波被三棱镜分频和半透镜分光后的速度仅相对实验装置速度恒定在会有这样的实验结果出现！ 2、三棱镜分解白光实验 白光被三棱镜分解示意图 由上图（虽然此图把光画成了粒子）可知：频率越高（波长越短）的光通过三棱镜后的偏转角越大。如果按照光子说，则应该是：频率越高偏转角越小！因为频率越高的光子，动能或动量越大，受到三棱镜同样的力而改变方向的难度也就越大！这只能是因为频率越高的光在三棱镜中的运动速度越快，因此，其偏转角才越大。这种现象符合波在介质界面处的变化规律！ 3、不同介质界面上光的方向和速度实验 为文章简洁些，我们就采用上面的三棱镜分光图为例：一般玻璃的折射率n≈1.5，我们暂按1.5计算，则光在空气中的速度约为30万千米/秒，在玻璃中约为20万千米/秒。那么，光从空气进入玻璃时速度下降了50％；然而从玻璃出来再次进入空气时的速度又恢复到空气中的速度，速度瞬时增加了50％！同时在玻璃界面处光的运动方向也发生了突变！这些是粒子完全不具备的特性。只有波才可能具备此方面的特性！ 4、光在均匀介质中的速度实验 光在均匀介质中的速度恒定是经过许多实验证实了的。这只能是波在介质中才具有的特性。如果光是粒子，则其速度应该会随运动距离的增加而快速降低！就是光具有波粒二象性的话，其在均匀介质中应该会出现二种运动速度，一部分按波的恒定速度运动，一部分按粒子的变速运动。或者，一段时间按波的恒定速度运动，另一段时间按粒子的变速运动，其累计结果也不应该是恒定速度！由此可能：光既不能是粒子，也不能是波粒二象性的非波非粒体！ 5、太阳光谱实验 太阳光频率谱实测图 由上图可知：太阳光的频率谱在频率上是连续的，即太阳光中包含无数多种不同频率成分的光。这种频率分布特性是无法用单一频率的光子来解释的！因为，太阳瞬时发来的任意一个短暂的光脉冲，都是有无穷多个频率成分的。我们总不能说：太阳瞬时发出了无穷多个不同频率的光子吧！ |
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