光子是光线和光波的介质,充满宇宙空间,具有质量和能量。光子个体呈现粒子性,光子集合体呈现波动性。 基本参数 光子质量M=8.89×10-34千克 光子振幅Z=10-12米/次 光子频率上限P=3×1020赫兹 光子能量上限N=250电子伏 光子的特点 1.光子充满宇宙空间,均匀分布。 2.光子具有自旋性。光子周围充满电磁子,光子之间相互排斥,可产生衍射和干涉。 3.光子具有振动性。光子每秒可向不同方向振动105~1020次。频率大于1万亿赫兹的光为光线,频率小于1万亿赫兹的光为光波。 按频率由高至低依次分为:X光线、紫外线、可见光线、红外线、微波、无线电波。
4.光子具有流动性。在不同参考系,光子的运动轨迹及其速度不同。光子流动可推动天体运动。 光子的运动形式 光子的运动形式分为:自旋、振动、流动、波动。运动形式不同,其作用力方向不同。 1.光子自旋。双缝实验证明:光子具有自旋性,自旋性导致光子相互排斥,产生干涉条纹。 2.光子振动。光子连续接力振动产生光线;光子集合体振动产生光波。 因为波长B≥振幅Z,而光的最小波长B=10-12米,所以光子振幅Z=10-12米/次。 【振动速度定律】波动介质的振动速度等于振幅乘频率。(王静波2020) 公式:S=ZP 【光子动量定律】光子的动量等于光子质量乘速度。(王静波2020) 公式:D=MS=MZP=8.89×10-34×10-12P=8.89×10-46P 因为光子的质量与振幅的乘积是常量,频率是变量,所以频率越高,动量越大。 【光子能量定律】光子动能等于光子质量乘速度平方的二分之一。(王静波2020) 公式:N=MS2/2 光子振动的最大速度S=ZP=10-12×3×1020=3×108米/秒 光子振动的最大能量N=MS2/2=8.89×10-34(3×108)2/2=40×10-18j=250eV
3.光子流动。天体自转产生光子集合体漩涡运动,光子集合体漩涡流动推动天体公转。 4.光波。光子集合体振动产生的波。
光速 光速是指光子集合体的波动的速度。 【波速定律】波速等于频率乘波长。(王静波2020) 公式:S=PB 光速是光子接力振动的传播速度,即当1个光子开始振动时,1秒钟后距离30万千米的光子也随之振动。 【波速不变定律】在同一介质中波速不变。(王静波2020) 真空的光速S=299 792 458米/秒; 空气的光速S=2.996×108米/秒; 水的光速S=2.250×108米/秒; 玻璃的光速S=2.000×108米/秒。 因为光速在宇宙空间中不变,所以光速可以作为衡量宇宙空间的标准尺度。 1983年,第17届国际计量大会将米定义为:“光在真空中,在1/299792458秒的时间间隔内所行进路径的长度。” 光线与光波的关系 光线与光波面垂直。 光线与光波的区别 1.光线是光子接力振动,光波是光子集合体振动。 2.光线的频率大于1万亿赫兹,光波的频率小于1万亿赫兹。 3.光线可以成像,光波可以共振。 |
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