光的波粒二象性学说有疑点
光的本质是什么,科学家发现光既有波的特质,又具有粒的特质,创立了光的波粒二象性学说。可是对各种科普书上光学实验仔细推敲,发现许多光现象跟光是微小的实物粒子流相矛盾,现在写出来和大家共同探讨,希望大家从您的观点分析本人提出的疑问能不能从光有粒子性进行合理解释,或者说是否具备否定光具有粒子性的充要条件。
1、电子、光都具有波粒二象性,为什么在真空电子可以有不同的速度,而光只能有固定速度?
2、α粒子散射实验证实,微观世界是比较空旷的核式结构;电子衍射实验证实:很细的平行电子束投射到晶体上,发生反射后产生衍射花样,也就是反射后运动方向不一致;光如果是微小的实物粒子流,在发生镜面反射后,为什么会在方向上如此步调一致,而且反射后速度没有损失?说明光的反射不是粒子弹性碰撞的结果。
3、光在传播过程中,从真空中进入玻璃,又从玻璃进入真空,光速由快变慢又变快,如果光是粒子,它的变速机理是什么;速度只在介质界面,而不是在玻璃中渐变的,机理又是什么?
4、 光电效应里的电子射出的方向不是完全定向的,只是大部分垂直于金属表面射出,与光照方向无关;而且光照不会使得每一个受激发的电子吸收更多的光子而获得更多的能量。光子不是有动能吗?为什么只能撞出原子内的电子,而不能撞击射出来的电子呢?
5、金属中的电子在传输电能的过程中,有电阻存在,电流越强,电阻的损耗就越大,光纤激光器激光切割机,激光在光纤中的损耗可以忽略的程度,能说明光有粒子性吗?
6、激光科学的发展,产生了非线性光学,出现的和频、差频、倍频效应,能说明光是粒子,本身具备特有的频率、能量特征吗?
7、从能量传递的角度,分析光电效应,由一个电子产生的光波,就能使吸收光的电子从低能级跃迁到高能级,而其它带有基本相同的光无法使处于高能级的电子跃迁到更高能级,也就是说不会产生能量积累效应。
综合上面的事实,说明光的粒子性不能成立。
怎样理解光呢?我从激光的特性谈谈对光的看法:
1、激光的单向性:说明光不是球面波,光的方向是由处于高能级的电子跃变时的状态决定的,光具有各种不同的传播方向是由于产生光的各原子核外电子的状态不同造成的;
2、现在激光器的最短脉冲实现了飞秒级,再加上光放大过程,说明光是不连续的、时间超短的电磁波;
3、产生激光的电子处于原子或分子内,从空间上说超小;
4、时间上的超短、空间上的超小,说明光从现象上看像粒;
5、不同的激光物质产生不同频率的激光,说明不同物质中的电子所处能级不同,对应的电子产生的光也就带有不同的能量,光和物质作用产生的效应也不一样。如红外线的热效应、紫外线的光电效应等…
6、用光激发激光物质,前面的光和产生的激光频率是不一样的,这个现象也可以用来解释康普顿效应,比入射线波长更长的射线是光被吸收又发射的结果。
7、从激光的激发过程看,光不是粒子,在微粒的弹性碰撞过程中,斜碰的概率比正碰的概率大许多,很难产生同频、同向,超强的激光现象。
8、声波、光波在同一均匀介质中传播速度不变,只传能量,不传质量,来有踪去无影,也说明光是波而不是粒;也可以把光和电子相比较,电子和光在行为上是有很大差别的,不能由电子有波性,推测光有粒性。
谢谢您热心解答,我对这个问题答案寻找了三十年,正因为怕有理解上的偏差,才求助各位热心网友。书上介绍微观粒子都有波粒二象性,是同时具有而不是一会儿有,一会儿没有。这是一个理论是否正确的问题,要慎重对待,不应轻易给我枪毙了。再说我也不知道可以用什么渠道请教专家,请指教。
追答可以理解你的想法,但还是要说明,同时拥有和同时都有是两个概念,你似乎还纠结其中。
光有粒子性不代表光具有实物粒子的全部性质,所以诸如第3问中“如果光是粒子”这样的说法本身就欠合理。
如果这点不能理解的话,后续的解释基本都没法有效地继续。
另外,我也不是把你的意见“轻易毙了”,因为我的反对意见虽然描述文字少,但在逻辑上已经圆满了。
至于渠道,如上所述,高校尤其是理工科高校大都有从事光学相关研究的人员,找他们咨询一下就好了。你既然愿意花三十年时间纠结这个问题,那么可以花些时间和这些人员交好一下,他们应该都会给你解答的。
令我惊喜的是,您是已推送出问题二十多万网友中唯一给我答复的网友。因为光只能看见,没有可以判断看法是否正确的客观依据,历史上光的微粒说、波动说就斗争了三百年,最后以波粒二象性折中的处理了,我的疑问是,根据上面列举的客观现象,只能说明光有波动性,没有粒子性。以您的解答中说明我的理解是错误的,不知道我的推理错在哪里,能给个信服的理由吗?从我列举的现象中反推出这一点就是粒子行为也好。请不惜赐教