畅享博客> 李文武博客> [原创]文武科学思考之三:光的波粒二重性
2021/10/5 14:58:58

[原创]文武科学思考之三:光的波粒二重性

在研究光的传播时,人类历史上有两个伟大的科学家率先提出了自己的理论观点。第一个科学家荷兰的著名物理学家、天文学家克里斯蒂安·惠更斯认为宇宙空间充满了“以太”,光在“以太”中以波的形式四射。那么,光究竟是一种微粒,还是一种波呢?另一个科学家是英国的著名物理学家艾萨克·牛顿认为光源会发射出大量的“微粒”,微粒是没有重量的,并沿着直线传播。那么,光究竟是一种微粒,还是一种波呢?

我们来了解光的一些物理特性。1、光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。那么光在不透明的物质中是不能传播或者难传播的。能不能在物质中传播这是由物质的透明度所决定的。当然,再怎么不透明的物质,总会有光子穿过其中,只是我们肉眼无法看得见而已。2、光在真空的传播速度为2.99792458×10^8m/s。真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态,是一种物理现象。真空是一种没有空气或者极少空气的状态。光在真空中传播时,由于没有空气的阻碍,所以传播速度达到最快。在其他介质中,光的传播速度比真空中速度小。3、光会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。光的这些反射、折射、干涉以及衍射等现象,是因为光子在直线传播时受到阻碍时所发生的各种反应现象。如果光子不是直线传播这些反射、折射、干涉以及衍射等现象也不会发生。4、光线在均匀同种介质中沿直线传播。光线只进行直线传播,没有进行曲线传播。5、光的强弱使得光的明暗度不一样。它随光源能量和距离的变化而变化。6、只有一个光源,光的方向是很容易确定的,但是光源多了,光的方向就很难确定,有时甚至迷失。7、光随不同的光的本源,并随它穿越的物质的不同而变化出多种色彩。不同的光源与不同的介质让光呈现出五颜六色。8、光的波长。可见光为380~780 nm。不同颜色的光的波长各不相同。红光:波长范围:625~740nm;橙光:波长范围:590~610nm;黄光:波长范围:570~585nm;绿光:波长范围:492~577nm;靛光:波长范围:420~440nm;蓝光:波长范围:440~475nm;紫光:波长范围:380~420 nm。光源之所以发出光,是因为光源中原子、分子的运动,主要有三种方式:热运动、跃迁辐射(包括自发辐射和受激辐射),以及物质内部带电粒子加速运动时所产生的光辐射。

光的传播既是波的运动,又是粒子的运动,这就是光的波粒二重性。虽说光线在均匀同种介质中沿直线传播,但并不表示光波的运动方向是纵向而非横向。光波在运动时既有纵波,又有横波,因为光是沿着直线运动,所以纵波表现明显。光子是一种粒子,它在传播时运动并不是勇往直前,它一样在运动中呈向前的无规则运动。光子在前进的途中,光粒子在运动时是前后左右横冲直撞地做无规则的运动,但是光粒子还是沿着直线前进,所以就有了光速。光有没有质量?肯定有质量,只是质量微小得让人难以测量。光是一种物质,是一种能量,不存在没有质量的物质,因为物质要遵循物质守恒定律、质量守恒定律、能量守恒定律。如果光粒子没有质量,那么就违反了这些定律,那么就不符合科学。光由什么驱动它运动?物质粒子之间存在着相互作用,有强相互、电磁相互、弱相互和引力相互作用,那么光粒子作为物质粒子的一种也一样存在相互作用,不过光粒子并不是漫无目的运动,而是在无规则运动后有方向感,统一沿着直线运动。光受什么驱动?光受光源与光子物理特性驱动。没有光源,光子无法产生运动,没有光子特殊的物理性质也无法产生运动。这两者缺一不可。光子运动的力量来源于内驱力,这是物理特性决定的,又来源于外驱力,这是由光源决定的。有没有超过光速的物质?肯定有。例如,宇宙膨胀的速度就远远高于光速。光速能进一步提高速度成为超光速吗?超光速这个问题在现有科学理论上是行不通。但事物的发展并不是绝对的,光速要成为超光速,需要有特殊的光源驱动,或者用全新科技术激发光粒子的运动,使其减少无规则运动,只做勇往直前做直线运动。因为光速并不是宇宙唯一最快的速度,还有很多已知或者未知能超越光速的物质运动,所以,只有进一步探索宇宙,了解宇宙奥秘,才能发现更多超越光速的物质运动,只有这样,才能解开光粒子在真空传播速度2.99792458×10^8m/s的束缚,从而超越光速。只有超越光速,我们人类才能在浩瀚的宇宙中自由穿梭,才能去探索宇宙更多的空间,去了解更多的宇宙奥秘。光可以凝固成为像星球大战里面一样的光剑吗?肯定可以。因为光不但是一种物质能量,又一种物质粒子。物质粒子是有形的,并非是无形的,有形的物质,只要科学方法得当,科学技术恰当,是非常肯定能把光凝固成固体,成为人类想要利用的模样。科学无止境,科技是人类文明前进的动力。人类是想永恒,还是想灭绝,都跟我们人类科技有关,科学技术越发达、越先进,越能帮助人类生存得更久,生生不息。

作者简介:李文武,著名管理学家。《博锐管理在线》《中华品牌管理网》《中国管理传播网》等知名管理网站专栏作家。又是多家媒体与网络作家。研究:历史、经济、管理。



评论

您还未登录,不能对文章发表评论!请先 登录