物理科学探疑-网友天空-电磁与光-关于光波动性的一些思考
关于光波动性的一些思考
安徽职业技术学院机械系机制622班 梁国研
广义相对论认为光穿过恒星周围的空间时光会弯曲。1911年天文学家在一次日全食中观察到了这种现象。
可见光照射到木板（物质）上光会被反射，即物质中的原子会把一部分光反射出去，可见光照射到玻璃、水时，可见光除了一部分被反射外，还有一部分穿过了玻璃（物质）。人们用波来解释光的这种现象。光怎么会象水波一样容易弯曲呢？
首先让我们来看看原子的结构吧，原子是由原子核和电子组成的电子在原子核周围的空间运动，原子核相对于原子是非常小的。物质是由原子紧密排列组成的，为什么可见光不能穿过木板但又能穿过玻璃、水？（可见光穿过物质就是可见光穿过原子场的空间即电子在原子核周围运动的空间）。
组成木板和玻璃的原子种类、排列、相互间的作用力和所具有的能量都不同，所以尽管玻璃比木板重，但玻璃允许可见光穿过它的原子的空间（可见光会弯曲）。
 |
 |
让我们再看看光子的产生：光子是由原子中的电子由高能级跃迁到底能级产生的。假如一个电子从原子的第8能级跃迁到第6能级产生一个光子Y。那么当这个Y光子穿过这个原子时它能顺利地穿过原子吗？我想Y光子穿过第8能级到第6能级的空间是可以的，但它要穿过第5、第4能级的空间，也就是想更靠近原子核是不可能的。原子会把它弹出去（反射）就象当初产生它时一样把它抛出去(如图二，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹)。这样当光穿过介质时，就产生了：反射、折射（如图三，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹）即使光没有波动性我们也能解释光的反射、折射现象。
可见光不能穿过木板而X射线、γ射线却能穿过木板，我们知道X射线、γ射线所具有的能量都比可见光高，它们的穿透能力非常强。γ射线是从原子核中射出的，它应该比可见光更能靠近原子核，穿透力也应该更强（如图三，图中圆心表示原子核，圈圈表示能级或电子的运动轨迹）。射线（包括光）穿过物质实质上是穿过原子核周围电子的运动空间，射线能否穿过物质不仅取决于其所具有的能量，还取决于组成物质的原子的种类、排列以及原子间的相互作用力。我们知道γ射线很难穿透铅块，因为铅原子对γ射线的作用力非常大，γ射线在穿过铅原子时很容易弯曲或被吸收、转化，因此γ射线很难穿过。
光穿过介质（即原子的空间、原子核之间的空间）光有可能被原子反射、折射，也有可能被原子吸收转化成其他光子（其他辐射）。例如当太阳光照射到木板上时，我们会感觉到木板发热，木板中的原子把太阳光转化成热辐射，当然木板中的原子也把一部分太阳光反射出去。
1909—1911年英国物理学家卢瑟福用高速α粒子射穿金箔（如图8），在穿过金箔时部分α粒子运动方向改变了。卢瑟福认为：原子核所占原子的空间是非常小的，原子核带正电，大部分α粒子在穿过金属箔时距离原子核很远；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的斥力而发生大角度散射。
1927年有物理学家用高速电子射穿铝箔，形成了一圈圈明暗相间的圈纹(如图1），人们认为电子发生了衍射。
同样是用高速粒子射穿金属箔，为什么一个说“散射”，一个又说“衍射”？我认为出现这种物理现象的原因是一样的。
α粒子带正电，当它靠近带正电的原子核时受到原子核的斥力作用运动方向发生改变。电子虽带负电。但高能电子也不能靠得很近带正电的原子核。要不然高能电子撞在金属原子核上，原子核将变成一团中子。我们知道这是不可能的。
电子在原子核周围是有规则地排布的。电子靠近原子核原子会放出光子，即电子跃迁。当高速电子穿过金属箔时，有些高速电子进入了原子的空间场。打乱了原子的平衡，原子不会让这些“入侵者”待在其空间里。所以原子会赶出（排斥）这些“入侵者”。由于电子是高速运动的，所以原子只改变了电子的运动方向。这种改变使电子有规则地运动，形成一圈圈明暗相间的圈纹。物质波学说认为：电子发生了衍射。既然电子具有波动性，那么振幅是多少。电子是不能随意靠近或远离原子核的。
当我们仔细观察电子的“衍射”图像时，我们将会发现亮圈纹的大小、距离并没有什么规则。（如图1）而水波形成的衍射波峰与波谷的大小、距离是有规则的。只要我们仔细地想象一下在原子的场中发生了什么，我们就有理由说：高速电子没有波动性。电子怎么能顺利地穿过原子的场呢？电子在穿过铝箔时一定经过原子场，电子不可能不受到力的作用，电子有可能被弹出，也有可能被吸引弯曲，这样就形成了所谓的电子衍射图样。我们不能用电子产生的现象来推出电子的本质。我们应该重点考虑电子在穿过铝箔是否受到力的作用。
电子束穿过铝箔电子受到铝原子的作用就象图8中的α粒子一样。尽管电子与α粒子带电相反，但不能说电子穿过铝原子的空间（原子里的电子运动的空间范围或能级范围）不受任何影响。电子受到铝原子的作用有规则地弯曲，形成了图1的圈纹。
在光电效应中光子的能量越高越容易击出电子，击出的光子动能越大，在前面我们已经知道光子的能量越高越容易靠近原子核，想像一下：一个光子刚靠近原子场就被原子弹出去（或被吸收）它又怎能产生光电效应呢？
如图10A，在P1点出现暗条纹（图11、图12中的暗带），光的波动论认为：两列光波到达P1点的路程不相同。两列波的波峰（或波谷）就不一定同时到达P1点。如果路程差d正好是半个波长，那么当一列波的波峰到达P1点时，另一列波正好在这里出现波谷。这时两列波叠加的结果是互相削弱，于是在P1处出现暗条纹。按光的波动论所说在P1不是没有光子到达,而是光子以不同形式到达相互削弱了。
如果真如光波动学所说，那么挡住S1或S2在P1处将出现明条纹。我认为这是不可能的。挡住S1或S2在P1点仍然是暗条纹，不可能出现明条纹。因为在P1点根本没有光子到达。波动论认为S1、S2好比两个光源，如果我们在S1、S2处各装上一盏发出相同颜色的光的灯，这将会出现什么样的情况呢？按照光的波动论所说在屏上应该出现明暗相间的条纹，在P1处还是暗条纹。事实上这是不可能的。开两盏灯的房间总比开一盏灯的房间亮。如果我们只挡住S1，用笔来标记住S2产生的亮条纹，然后又只挡住S2，用笔标记住S1产生的亮条纹，最后两个都不挡也用笔标记住亮条纹（三次标记都用不同颜色的笔）。我想我们将会发现从S1、S2发出的光是互不相干的。由于实验条件我没有做过这个实验,这只是我的预言.这个实验足可以证明光没有波动性。
按光的波动论：在P1点（图11、图12中出现暗带的地方）不是没有光子到达，而是光子以不同的形式到达相互叠加削弱了。光子怎么会相互削弱呢？光子怎么没有反射入我们的眼睛呢？我认为在P1点（图11、图12中出现暗带的地方）根本没有光子到达，出现暗条纹不是光子叠加而是没有光子到达。
如图14为红光的“衍射”图按光的波动论衍射条件：狭缝的宽度尺寸跟光的波长或比波长更小时，光波才能产生明显的衍射现象。红光的波长在620 nm到770 nm之间，可图14中的最小宽度0.1mm=100000 nm已远比620nm大，怎么有可能产生衍射呢？在这里光没有沿直线传播是因为光子受到原子的作用有规则地弯曲。
单缝衍射中也出现暗条纹，我认为这些暗条纹都是没有光子到达，这是因为光穿过缝时受到原子的作用有规则地弯曲的结果，这使得有些地方没有光子到达，形成明暗相间的条纹。
在光的波动论中光的衍射、干涉光都没有沿直线传播，光波动论用波来解释光的这种现象。“衍射”、“干涉”都涉及到光的弯曲，光怎么会轻易弯曲呢？我认为光弯曲是因为受到原子的作用——光有规则地弯曲。电子束穿过铝箔形成的图样（图1）也是因为受到原子的作用——有规则地弯曲。我认为光没有波动性，我们不能用光产生的现象来定义光的本质，而应该考虑光的弯曲，光受到什么作用而弯曲。
光穿过三棱镜变成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光（如图9）人们认为白光是由各种单色光组成的复色光。一个白光光子是由七种颜色的光光子组成的吗？如果真如此那么七种颜色的光光子的能量加起来一定等于一个白光光子的能量。事实上这是不可能的，七种颜色的光光子的能量加起来一定大于一个白光光子的能量，可见光从红光到紫光（包括白光在内）能量最高的是紫光，按理说紫光由其他几种单色光光子组成才对。那么白光穿过三棱镜后为什么产生七种颜色的光呢？当我们在三棱镜一侧——光射出面放上一块三棱镜——组成一个六面体，此时光射入面与射出面平行，射出光线与射入光线也平行且白光没有变成七种颜色的光。问题就出在白光射出的一瞬间，射入面与射出面的原子排列不同，光子前后受到的原子的作用力方向不同，所以白光在射出的一瞬间变成了七种颜色的光。三棱镜就像一台特殊的机器一样把白光光子组装其他颜色的光子，在此白光受到了原子的作用。
在光的波动论中可见光的波长在400 nm到770nm之间，而我们知道空气分子（由氮分子、氧分子等组成）的距离为4nm，4nm远比400 nm小。按波的衍射条件，白光等穿过空气应该很容易产生衍射——天空将使五颜六色的，但实际的天空并不是这样。当太阳光（白光）穿过空气时有些光子会撞向空气分子，白光不可能不受到空气分子的作用，只是空气分子只改变白光的运动方向（即折射、反射）而不改变其能量的大小（即不把白光转换成其他颜色的光）。
让我们看看氯气吧，氯气分子的距离也是4nm，可见白光（太阳光）的照射下氯气显黄绿色即白光穿过氯气时氯气分子把白光转换成黄绿色。氯气分子与氮气分子、氧气分子只是原子（元素）不同，白光穿过它们时也就受到了不同的作用力，产生的结果也就不同。
如图四，黑点表示原子核，波浪线表示光子的运动路线。从图可看出蓝光比红光“速度小”。由于红光子不能太靠近原子核（相对于蓝光子），被弹到另一个原子场里又被弹出（被原子反射出）……如此反复，光子的运动路线变长了，计算出来的速度变小了。光子在介质中（原子场中）不可能不受力的作用。可见光在穿过介质时可能沿着一条“光通道”运动。“光通道”在两个原子核之间。“光通道”使得光子沿什么角度射入又沿什么角度射出。
由于蓝光比红光的能量更大，蓝光比红光更能靠近原子核，蓝光的“光通道”比红光更宽，所以在同一介质中蓝光运动的路线更长，计算出来的速度更小 。
光的波动论为什么能用波长、频率说明光？这是因为波长、频率与光子的能量有着很多对应关系。我们只用能量就能解释所有的问题。关于E=hν公式中的ν就把它当作一把尺子吧，红光子、绿光子等都有它特定的位置——对应的长度。
当光照射到物体时，光子会受到原子的作用，原子会使光在原子的空间里（原子里的电子运动的空间范围或能级范围）弯曲即产生光的反射、折射、色散等，原子也会吸收光子或把光子转化成其他光子。对于同一种光子受原子的作用大小一般取决于原子核力（原子核质量）原子核力越大受到的作用力越大，也取决于原子的相互结合形式、原子的空间排列。对于同一种原子（同一原子结构）的空间光子能量越大越不容易受到作用，越容易穿透（这里的光子包括“电磁波”、可见光、γ射线等）。
总结前人的理论知识和实验基础我认为光没有波动性，也没有物质波，我们误解了光的某些现象。
我叫梁国研(男) 广西贵港市港南区新塘乡人 生于1986年5月21日
安徽合肥包河大道268号安徽职业技术学院机制622班235信箱
梁国研（学生）（230051）
E-mail: sai.521@163.com zirong.52186@yahoo.com.cn
QQ：505483257
电话：0551-3450631
版权所有，保留一切权力，未经授权使用将追究法律责任 版权说明 © Copyright Authors
物理科学探疑