【摘要】光是一種電磁波,本文通過(guò)光的分解實(shí)驗(yàn)與光振蕩形式變換的實(shí)驗(yàn),證明了真空中的光介質(zhì)的存在,突破了現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)光子、電子、電荷,以及空間和時(shí)間的認(rèn)識(shí),成功地解釋了光速不變,并揭開(kāi)了波粒二象性的奧秘,對(duì)物理學(xué)的發(fā)展有十分重大的意義。
【關(guān)鍵詞】驅(qū)動(dòng)力;光質(zhì)點(diǎn);分解
1.引言
經(jīng)典電磁場(chǎng)理論提出,振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng),振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)與振蕩的磁場(chǎng)互相聯(lián)系,交替產(chǎn)生,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,即電磁場(chǎng)。量子論則把電磁場(chǎng)的能量量子化,提出電磁波的能量是一份一份的,不連續(xù)的。一份電磁波的能量就是一個(gè)光子,它包含了一個(gè)交變電場(chǎng)和它產(chǎn)生的交變磁場(chǎng);光子是最小的不可再分的能量子。超聯(lián)絡(luò)論則提出,電磁波是驅(qū)動(dòng)力在大量的光質(zhì)點(diǎn)(傳遞光波的質(zhì)點(diǎn),相當(dāng)于機(jī)械波的質(zhì)點(diǎn))間傳遞,驅(qū)動(dòng)大量的光質(zhì)點(diǎn)振蕩形成的。光質(zhì)點(diǎn)既可以雙向振蕩(物質(zhì)周而復(fù)始地從兩個(gè)相反的方向通過(guò)一個(gè)中心位置的振蕩叫做雙向振蕩),還可以單向振蕩(電流方向不變,大小呈周期性變化的振蕩與磁場(chǎng)方向不變,場(chǎng)強(qiáng)大小呈周期性變化的振蕩等勻?yàn)閱蜗蛘袷?。)光質(zhì)點(diǎn)的這個(gè)物理特性為光的分解提供了理論依據(jù)。
2.實(shí)驗(yàn)一:光的分解
實(shí)驗(yàn)器材主要有一個(gè)特制的信號(hào)器和一個(gè)探測(cè)器。
將探測(cè)器的接收天線放置在距離信號(hào)器的發(fā)射天線2米遠(yuǎn)的地方。在0時(shí)刻,打開(kāi)信號(hào)源電路的開(kāi)關(guān),向發(fā)射天線輸出如圖1(a)所示的波長(zhǎng)為2厘米的連續(xù)的直流脈沖,產(chǎn)生相同波形的單向振蕩的原磁場(chǎng)。單向振蕩的原磁場(chǎng)在其周?chē)目臻g中產(chǎn)生單向振蕩的位移電流,單向振蕩的位移電流在其周?chē)目臻g中產(chǎn)生單向振蕩的量子磁場(chǎng),單向振蕩的量子磁場(chǎng)又會(huì)在其周?chē)目臻g中產(chǎn)生單向振蕩的位移電流。單向振蕩的位移電流與單向振蕩的量子磁場(chǎng)互相激發(fā),交潛產(chǎn)生,形成單鏈?zhǔn)诫姶挪╗1],向空間中傳播。在空間中傳播的單鏈?zhǔn)诫姶挪ㄓ龅浇邮仗炀€,使接收天線受到一個(gè)同頻率單向振蕩的感應(yīng)磁場(chǎng)的作用,產(chǎn)生同頻率單向振蕩的直流電傳給探測(cè)器,探測(cè)器顯示在空間中接收到的電磁波的波形如圖1(b)所示,是一列單向振蕩的電磁波。
一個(gè)單向振蕩的電磁波實(shí)際上就是一個(gè)磁單極量子,也稱(chēng)單極光子。讓兩列時(shí)間相差半個(gè)周期的超高頻單鏈?zhǔn)诫姶挪ń?jīng)過(guò)等長(zhǎng)的路徑后疊加,便可在空間中合成超低頻單向振蕩的無(wú)源的單極磁場(chǎng)[2]。超低頻單極量子磁場(chǎng)合成技術(shù)可用來(lái)制造大推力量子發(fā)動(dòng)機(jī),為超導(dǎo)量子場(chǎng)推進(jìn)飛船提供動(dòng)力[3]。
3.實(shí)驗(yàn)二:光振蕩形式的變換
先將探測(cè)器從電磁波的傳播方向上移走,信號(hào)源電路首先向發(fā)射天線輸出恒定電流,0時(shí)刻再輸出波長(zhǎng)為2厘米的交變電流,兩股電流混合形成如圖2所示的單向振蕩的電流。t3時(shí)刻后再把探測(cè)器的接收天線放置在距離發(fā)射天線2米遠(yuǎn)的地方,t3時(shí)刻之前發(fā)射天線輻射出的電磁波已傳到遠(yuǎn)處,探測(cè)器不會(huì)受到發(fā)射天線在t3時(shí)刻前輻射出的電磁波的作用。
t3時(shí)刻后,通過(guò)發(fā)射天線的電流的波形如圖3(a)所示,電流的振蕩形式與實(shí)驗(yàn)一中通過(guò)發(fā)射天線的電流的振蕩形式完全一樣,都是電流方向不變,電流大小從零開(kāi)始呈周期性變化的單向振蕩的,兩股電流在空間中激發(fā)的磁場(chǎng)也同樣是場(chǎng)強(qiáng)方向不變,場(chǎng)強(qiáng)大小呈周期性變化的單向振蕩的,根據(jù)電磁場(chǎng)理論,這兩股電流激發(fā)出的電磁波的波形也應(yīng)該是相同的。但實(shí)際情況是,實(shí)驗(yàn)二中,接收天線接收到的電磁波的波形與實(shí)驗(yàn)一中接收到的電磁波的波形并不一樣,其波形如圖3(b)所示,是雙向振蕩的。
4.實(shí)驗(yàn)分析
上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象只有認(rèn)為真空中的光介質(zhì)是存在的才能解釋清楚。
在實(shí)驗(yàn)二中發(fā)射天線所處的空間中光質(zhì)點(diǎn)的振蕩圖像,與LC振蕩電路中電子的振蕩圖像十分相似,0時(shí)刻,相對(duì)靜止的光質(zhì)點(diǎn)受到驅(qū)動(dòng)力的作用,開(kāi)始向起振點(diǎn)的一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng);t1時(shí)刻,光質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到中心位置,此時(shí),光質(zhì)點(diǎn)擁有最大的正向動(dòng)量;t2時(shí)刻,光質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最大位移點(diǎn),此時(shí),光質(zhì)點(diǎn)的正向動(dòng)量減小到0,并開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng);t3時(shí)刻,光質(zhì)點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)到中心位置,此時(shí),光質(zhì)點(diǎn)擁有最大的反向動(dòng)量;t4時(shí)刻,光質(zhì)點(diǎn)反向運(yùn)動(dòng)到起振點(diǎn),光質(zhì)點(diǎn)的反向動(dòng)量減小到0,光質(zhì)點(diǎn)完成了第一個(gè)周期的振蕩。此后,在相同頻率的驅(qū)動(dòng)力的作用下,光質(zhì)點(diǎn)不停地重復(fù)相同的振蕩運(yùn)動(dòng)。雖然,在t3時(shí)刻后,通過(guò)發(fā)射天線的電流的振蕩情況與實(shí)驗(yàn)一中通過(guò)發(fā)射天線的電流的振蕩情況一樣,都是電流方向不變,大小從零開(kāi)始周期性變化的單向振蕩的,兩者在空間中激發(fā)的磁場(chǎng)的振蕩形式也完全一樣,但是,由于在波源的光質(zhì)點(diǎn)中傳遞的驅(qū)動(dòng)力的振蕩形式不同,導(dǎo)致了波源中光質(zhì)點(diǎn)的振蕩形式不同,這必然導(dǎo)致兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中探測(cè)到的電磁波的振蕩形式不同。
從圖5中可知,光波中光質(zhì)點(diǎn)的振蕩情況與機(jī)械波中質(zhì)點(diǎn)的振蕩情況截然不同。機(jī)械波中質(zhì)點(diǎn)的起振點(diǎn)就是中心點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)在起振點(diǎn)的兩邊往復(fù)運(yùn)動(dòng),而光波中,中心點(diǎn)在起振點(diǎn)與最大位移點(diǎn)的中間,光質(zhì)點(diǎn)只在起振點(diǎn)的同一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng),光質(zhì)點(diǎn)在穿過(guò)中心點(diǎn)的瞬間擁有最大的動(dòng)能。
5.光速不變的真正原因
真空中光介質(zhì)的存在似乎與光速不變相矛盾。實(shí)際上,正是光介質(zhì)的存在導(dǎo)致了我們觀測(cè)到的真空中的光速恒定不變。
真空中的光介質(zhì)是一種名叫超聯(lián)絡(luò)子的粒子,電荷就是一個(gè)由無(wú)數(shù)互相聯(lián)系互相影響的超聯(lián)絡(luò)子構(gòu)成的一個(gè)獨(dú)立的物質(zhì)系統(tǒng)(即超聯(lián)絡(luò)系)的中心[3],我們?cè)谝苿?dòng)一個(gè)電荷時(shí),實(shí)際上就是在移動(dòng)一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系的中心。超聯(lián)絡(luò)系與傳統(tǒng)物理學(xué)描述的場(chǎng)那樣具有疊加性,一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系占據(jù)的空間可以同時(shí)被其它超聯(lián)絡(luò)系占據(jù),且彼此獨(dú)立,互不影響,每個(gè)超聯(lián)絡(luò)系都有獨(dú)立傳播信息的特性。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,在真空中有AB兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的電荷,B電荷產(chǎn)生的信息可耦合到A聯(lián)絡(luò)系中,然后通過(guò)A聯(lián)絡(luò)系中的聯(lián)絡(luò)子傳給A電荷,卻不能通過(guò)B聯(lián)絡(luò)系中的聯(lián)絡(luò)子傳給A電荷;同樣地,A電荷產(chǎn)生的信息也不能通過(guò)A聯(lián)絡(luò)系中的聯(lián)絡(luò)子傳給B電荷,只能先耦合到B聯(lián)絡(luò)系中,再通過(guò)B聯(lián)絡(luò)系中的聯(lián)絡(luò)子傳給B電荷。AB兩個(gè)超聯(lián)絡(luò)系就是AB兩個(gè)彼此獨(dú)立互不影響的宇宙,在A宇宙中傳播的信息不會(huì)影響到B宇宙;在B宇宙中傳播的信息也不會(huì)影響到A宇宙;AB兩個(gè)宇宙中的事物彼此獨(dú)立互不影響,但兩個(gè)宇宙彼此也不是絕對(duì)孤立的,在能量的作用下,A電荷可以把它產(chǎn)生的信息耦合到B宇宙中,通過(guò)B宇宙中的介質(zhì)傳給B電荷,B電荷也可以把它產(chǎn)生的信息耦合到A宇宙中,通過(guò)A宇宙中的介質(zhì)傳給A電荷。
在麥克耳孫和莫雷的實(shí)驗(yàn)中,與光發(fā)生作用的每一個(gè)電荷都是一個(gè)獨(dú)立的超聯(lián)絡(luò)系的中心,這些超聯(lián)絡(luò)系與地球一起同步移動(dòng),導(dǎo)致光相對(duì)于干涉儀的速度恒為C。地球上吸收或反射太陽(yáng)光的每一個(gè)電荷都是一個(gè)獨(dú)立的超聯(lián)絡(luò)系的中心,這些超聯(lián)絡(luò)系并不局限在地球上,而是從地球上延伸到太陽(yáng)系,銀河系,直至遍及宇宙,太陽(yáng)處在地球上的每個(gè)超聯(lián)絡(luò)系覆蓋的范圍內(nèi),這些超聯(lián)絡(luò)系是隨地球一起同步移動(dòng)的,相對(duì)地球來(lái)說(shuō)是靜止的,這必然導(dǎo)致我們觀測(cè)到的光行差角α嚴(yán)格地只跟地球與太陽(yáng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。
作為一個(gè)整體的物體,它上面的每一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系既具有一定的獨(dú)立性,又具有某種微觀的整體性。因此,我們可以把一個(gè)物體的中心當(dāng)作一個(gè)超聯(lián)絡(luò)系的中心,物體自轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)超聯(lián)絡(luò)系并不會(huì)隨物體一起旋轉(zhuǎn),但當(dāng)物體在空間中做位移改變的運(yùn)動(dòng)時(shí),這個(gè)超聯(lián)絡(luò)系的位移就會(huì)隨物體的位移一起同步改變。
6.波粒二象性的奧秘
電磁波與機(jī)械波一樣,頻率越高,方向性就越強(qiáng),作用范圍就越小。頻率極高的光波呈直線傳播,其作用范圍只有一個(gè)無(wú)究小的點(diǎn)。頻率較低的無(wú)線電波作用范圍廣,在遇到金屬導(dǎo)體中的電子時(shí),會(huì)驅(qū)動(dòng)電子周?chē)臻g中大量的光質(zhì)點(diǎn)振蕩,帶動(dòng)電子一起同頻率振蕩,而頻率極高的光波由于作用范圍只有一個(gè)無(wú)窮小的點(diǎn),無(wú)法驅(qū)動(dòng)電子周?chē)臻g中大量的光質(zhì)點(diǎn)振蕩,也就無(wú)法帶動(dòng)電子一起振蕩了。這就好比把一個(gè)個(gè)塑料做的小珠子放進(jìn)湖水中,在大量水分子的帶動(dòng)下,小珠子會(huì)隨水波一起同頻率振蕩,但單個(gè)水分子是不能帶動(dòng)小珠子一起同頻率振蕩的。
頻率極高的光波與電子相互作用的情況跟頻率較低的無(wú)線電波與電子相互作用的情況并不一樣。由于光波的頻率極高,方向性極強(qiáng),以直線傳播,作用范圍只有一個(gè)無(wú)窮小的點(diǎn)。因此,一列光波只能驅(qū)動(dòng)電子周?chē)臻g中的某個(gè)光質(zhì)點(diǎn)與電子發(fā)生相互作用,而單個(gè)光質(zhì)點(diǎn)是無(wú)法帶動(dòng)電子一起振蕩的,這跟單個(gè)水分子無(wú)法帶動(dòng)小珠子一起同頻率振蕩的道理一樣。
分析光質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像圖4可知,光質(zhì)點(diǎn)與電子相互作用的情況就像打桌球,用桿去擊打母球(母球代表光質(zhì)點(diǎn)),讓母球從恰當(dāng)?shù)姆较蜃矒糇忧颍ㄗ忧虼黼娮樱?,使子球獲得相應(yīng)的動(dòng)量。
每個(gè)電子的周?chē)加写罅康墓赓|(zhì)點(diǎn),但一列光波只能從一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)其中的一個(gè)光質(zhì)點(diǎn)去“撞擊”電子,使電子獲得動(dòng)量,當(dāng)電子獲得的動(dòng)量正好可以克服金屬原子核的引力,且動(dòng)量的方向恰好與金屬原子核的引力方向相反時(shí),電子就會(huì)逸出金屬表面成為光電子。
從光質(zhì)點(diǎn)的振蕩圖像圖4中可知,在光質(zhì)點(diǎn)的每一個(gè)振蕩周期內(nèi),四分之一T時(shí)刻光質(zhì)點(diǎn)擁有最大的正向動(dòng)量,四分之三T時(shí)刻光質(zhì)點(diǎn)擁有最大的反向動(dòng)量。因此,在光質(zhì)點(diǎn)撞擊電子的過(guò)程中,四分之一T時(shí)刻電子獲得的正向動(dòng)量最大。此時(shí),如果電子獲得的動(dòng)量不足以克服金屬原子核的引力逸出成為光電子,電子的動(dòng)量就會(huì)迅速減小,等到光質(zhì)點(diǎn)撞擊電子的下一個(gè)周期時(shí),電子先前獲得的動(dòng)量已消耗盡了。這導(dǎo)致電子獲得的動(dòng)量不能壘加,這看起來(lái)就好像光波的能量是一份一份的,不連續(xù)的,量子論也因此誕生。
光波的頻率越高,光質(zhì)點(diǎn)所處的點(diǎn)空間的磁通量的變化率就越大,光質(zhì)點(diǎn)受到的驅(qū)動(dòng)力的峰值就越大,光質(zhì)點(diǎn)振蕩的速度就越快,這意味著光質(zhì)點(diǎn)的最大正向動(dòng)量值就越大,電子在撞擊的瞬間獲得的動(dòng)量就越大。對(duì)于確定的金屬,金屬原子核對(duì)電子的束縛能力是確定的,只要入射光的頻率達(dá)到這種金屬的極限頻率,電子就有可能被光質(zhì)點(diǎn)“擊”出金屬表面成為光電子。
因?yàn)橐涣泄獠ǖ淖饔梅秶挥幸粋€(gè)無(wú)窮小的點(diǎn),而光質(zhì)點(diǎn)也是無(wú)窮小的,電子的體積同樣也是無(wú)窮小的,所以,兩列光波不能同時(shí)從同一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)同一個(gè)光質(zhì)點(diǎn)去撞擊電子,也不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)光質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻撞擊電子,所以,入射光的頻率低于極限頻率時(shí),光強(qiáng)的增大并不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。
7.總結(jié)
真空中光介質(zhì)的存在證明了超聯(lián)絡(luò)論的正確性。各種相對(duì)論現(xiàn)象都可以用超聯(lián)絡(luò)論來(lái)解釋?zhuān)孔诱摵投嘣钪嬲摰榷伎梢詺w結(jié)于超聯(lián)絡(luò)論,超聯(lián)絡(luò)論既是現(xiàn)代物理學(xué)的大總結(jié),也是新物理學(xué)的開(kāi)始。
參考文獻(xiàn)
[1]李昌穎.單鏈?zhǔn)诫姶挪ぐl(fā)器的原理和應(yīng)用電子制作,2013,11.
[2]李昌穎.大推力量子發(fā)動(dòng)機(jī)[J].電子世界,2013,10.
[3]李昌穎.超導(dǎo)量子場(chǎng)推進(jìn)技術(shù)在宇航領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].電子世界,2013,12.
[4]李昌穎.光性質(zhì)的新發(fā)現(xiàn)與探索[J].電子世界,2014,02.