光電效應(yīng)電磁說及光波性質(zhì)探討

王良 王展偉 王碧潔

摘 要：光的“波粒二象性”理論的提出實(shí)質(zhì)上是對(duì)光的本質(zhì)探究后得出的分析結(jié)果。經(jīng)過世界多位權(quán)威物理學(xué)家對(duì)光的奧秘進(jìn)行不斷的探索實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)光不但具備向波一樣的傳播特性，同時(shí)也具備粒子的重要特征。但是基于光的等角反射以及光電效應(yīng)，顯然光的粒子論觀點(diǎn)違背了物理動(dòng)量守恒定律。因此，本文對(duì)光波性質(zhì)以及光的色彩進(jìn)行探討，論證光的電場(chǎng)波理論，為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：光電效應(yīng);電磁說;光波性質(zhì)

二十世紀(jì)初，愛因斯坦和普朗克將爭(zhēng)論了近三百年的光粒子說和光波動(dòng)說結(jié)合在一起，提出了光的“波動(dòng)二象性”。雖然光的“波動(dòng)二象性”理論得到了廣大學(xué)者的認(rèn)同，但實(shí)質(zhì)上無論是粒子說流派還是波動(dòng)說流派，在基于原子核結(jié)構(gòu)理論和動(dòng)量守恒的物理學(xué)基本定律下都存在違背物理規(guī)律的問題。因此，本文重點(diǎn)探討光電效應(yīng)電磁說以及光波性質(zhì)，完善以往書本中關(guān)于“光電效應(yīng)”、“波爾理論假說”中的不當(dāng)觀點(diǎn)和問題。

1. 光的產(chǎn)生及色彩本質(zhì)探索

原子是物質(zhì)最基本的組成結(jié)構(gòu)，物質(zhì)能夠發(fā)出光線，在本質(zhì)上是因?yàn)槲镔|(zhì)中圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子形成旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)同物質(zhì)電場(chǎng)疊加，這就導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)同物質(zhì)電場(chǎng)之間形成一種復(fù)合性的場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)，這種場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)在宇宙天體之間相互傳播，即為光的由來。而光在外界顯示何種顏色，主要是光波頻率的大小決定。光的波段頻率不同，對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)自然不同，所以在人們的視覺觀察下，感受到光的顏色也就有所不同。但光的顏色大致分為七種色系，這時(shí)由于發(fā)光原子中電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的波頻主要對(duì)紅、黃、藍(lán)、紫四色。發(fā)光原子中的電子在圍繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)性的信號(hào)電場(chǎng)，由此又形成了橙、綠、青等三種中間顏色，形成了光的七色光波組。人類是在太陽的光照下發(fā)展演化而來的物種，在長(zhǎng)期的光照環(huán)境中逐步適應(yīng)了光的七色波頻和場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)，所以人們的的視覺感官中觀察到了光的七種顏色。

2.光電效應(yīng)與等角反射電磁波以及“顯量子”解釋

2.1光電效應(yīng)電磁波解釋

光電效應(yīng)主要是指一種神奇的物理學(xué)現(xiàn)象，在光照環(huán)境下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被激發(fā)出發(fā)形成電流，這也是光生電的由來。物理學(xué)愛因斯坦通過“光子說”理論對(duì)這一物理現(xiàn)象做出了解釋，由此光電效應(yīng)成為“光粒子說”的有力證據(jù)。但是后來有學(xué)者在物質(zhì)動(dòng)量守恒定律的理論基礎(chǔ)上，對(duì)“光粒子說”提出了質(zhì)疑，認(rèn)為若光子是一種幾乎無質(zhì)量的靜止微觀粒子，其在運(yùn)動(dòng)過程中根本無法將被原子核緊緊吸引住的電子撞擊出來，這與物理學(xué)動(dòng)量守恒定律是不符的。關(guān)于光電效應(yīng)的解釋，若采用光波的場(chǎng)強(qiáng)理論則符合物理學(xué)動(dòng)量守恒定律。在光的相關(guān)理論研究中，對(duì)光的由來已經(jīng)做出了明確說明，即光為物體表層電子運(yùn)動(dòng)形成的旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)與物質(zhì)電場(chǎng)疊加，形成的一種能在宇宙天體中傳播的場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)。光波電場(chǎng)公式為Ea（t）=Ea→x+Ea（cosα+sinα），公式中Ea是激光機(jī)物體發(fā)光原子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電場(chǎng);Ea→x是旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)輸送載體的物質(zhì)電場(chǎng);Eacosα是光波傳輸?shù)目v波信號(hào)電場(chǎng);Easinα是光波傳輸?shù)臋M波信號(hào)電場(chǎng)。

2.2光的等角反射電磁波解釋

光在照射某類物質(zhì)表面時(shí)可以出現(xiàn)等角反射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在人們的日常生活中經(jīng)常能夠見到。在基于人們對(duì)光的認(rèn)知層面上，大多數(shù)人們會(huì)認(rèn)為這是個(gè)光離子射向物體表面反彈致使的。但在科學(xué)的層面上，雖然光具有粒子的某種特性，但實(shí)際光并非是一種單純的粒子，否則其照射在物質(zhì)表面根本無法出現(xiàn)反彈。因此，光波照射在物體表面發(fā)生的等角反射現(xiàn)象實(shí)際上是光的隧穿透射效應(yīng)，解釋光的等角反射則應(yīng)該分析光的電場(chǎng)波，當(dāng)光線照射在物體表面時(shí)，光波電場(chǎng)在方向上應(yīng)分為橫縱波電場(chǎng)，此時(shí)光的縱波電場(chǎng)與被照物體原子核的縱波電場(chǎng)形成復(fù)合電場(chǎng)。但是由于光的間斷性特性，縱波復(fù)合電場(chǎng)是屬于不斷變化的，在此過程中物體表面的原子核就會(huì)產(chǎn)生反向等值電場(chǎng)。而光的橫波電場(chǎng)則沒有受物體表面原子核的電場(chǎng)干擾，在場(chǎng)強(qiáng)大小和方向上同光波是始終保持一致，這就使反向等值復(fù)合縱波電場(chǎng)與光波的初始橫波電場(chǎng)疊加，從而形成了新的反向光波電場(chǎng)。

2.3光的“顯量子”的解釋

愛因斯坦在光量子理論中具有針對(duì)性的解釋了光的量子性過程，在他微觀視角下，光是一種以光速傳播的粒子流，沒束光都是由單獨(dú)的光子組合而成。在基于光的本質(zhì)理論背景下，當(dāng)物體表面每個(gè)電子圍繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期，則可以為物質(zhì)電場(chǎng)提供半個(gè)周期的正向的旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)，源源不斷的光子形成電場(chǎng)波，這種以場(chǎng)強(qiáng)的形式存在，是沒有質(zhì)量的，所以不能將光子單純的定義成粒子。

結(jié)束語：

綜上所述，本文在“光波電場(chǎng)理論”的基礎(chǔ)上，對(duì)光電效應(yīng)和光的等角反射現(xiàn)象展開研究，通過光的旋轉(zhuǎn)電場(chǎng)脈沖傳遞現(xiàn)象，驗(yàn)證純電場(chǎng)波，以避免在后續(xù)的相關(guān)研究中，將光電場(chǎng)的間斷性誤認(rèn)為是單獨(dú)的光粒子，導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。同時(shí)本文通過對(duì)光的性質(zhì)和產(chǎn)生過程做出系統(tǒng)性研究論述，希望為相關(guān)學(xué)者研究光的傳播媒介和載體、光的干涉、衍射、反射、光在傳播過程中恒速以及直線性和光電理論等現(xiàn)象和問題時(shí)提供理論參考。

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作者簡(jiǎn)介：

王良（1989.05—），男，漢族;地址：山東省淄博市人，本科，研究方向：光電效應(yīng)電磁說及光波性質(zhì)探討。

王展偉（1979.05—），男，漢族，山東省濟(jì)南市人，本科。

王碧潔 （1997.01—），女，漢族;地址：山東省濟(jì)寧市人，?？啤?/p>