光透过玻璃是光子穿过实体吗?

如果有一个物体,我们向它开枪。时而,全部无损穿过,时而又几乎都被反射了回来。该物体是否显得很诡异,具有截然不同的性质?其实,该物体只是一台普通的电扇。其静止时,表现出可穿透性;转动时,则表现为封闭性。该性质的变化,取决于子弹与扇叶速度的比值。正是不同的速度之比,将矛盾的现象分隔在不同的极限情况,从而消除了对立。

在我们的日常生活中,也经常会遇到上述类似的情况。例如,物质的实体性。玻璃是刚性的固体,将瓶中的物体透过玻璃移出,仅只是一些气功大师表演的节目。然而,物体无法移出玻璃瓶的原因,却仅只是由于该物体太大了。

根据卢瑟福用阿尔法粒子轰击金箔的实验,只有很小比例的粒子被反射了回来,说明原子的体积是由电子的运动所形成的封闭体系。因此,所谓物质,就是各种形态和不同层次的电扇,其靠粒子的运动产生了封闭性。

于是,如果我们以光子的角度来看玻璃的话,那么玻璃仅只是一个巨大的网格。要知道光子的半径大约只有10-21厘米,而原子之间的距离大于10-8厘米。因此,对于如此微小且高速运动的粒子来说,任何物体都是不存在的。那么,为什么还有许多物体是不透明的呢?

这是因为,光子受到了作为物理背景的空间量子不对称碰撞,具有波动性。这就好比穿过一个狭窄的过道,正常人可以自由穿行;但一个醉汉,其走路东倒西歪,就会撞到墙上,被挡了回来。

光子是受到激发的量子,根据其获得的能量大小具有不同的性质。能量低的光子,如电磁波,其受到量子空间的影响较大,主要表现为波动性;而能量高的光子,如x射线,其受到外部环境的影响较小,则更多地表现出粒子的特性。

因此,低能光子就像是一个胖子,无法穿过狭窄的过道,只能被物体反射回来。而高能光子则是一个瘦子,可以无损穿行于各种物质。例如,可见光被我们人体反射了回来,从而使我们可以看见彼此;然而,x射线却可以穿过人体,从而透视我们人体的内部结构。如果是能量最大的中微子,根据计算,即便是几光年厚的铅板,也无法阻挡中微子的穿行。

因此,玻璃之所以是透明的,是因为玻璃的网格较大,且其作为扇叶的自由电子较少。所以,即便是可见光,其也能够无损地穿过玻璃,与玻璃的固态无关。由此可见,物质并非实体,其封闭性只具有相对的意义,取决于穿行的对象。

题主的问题貌似简单,可要讲得清楚,却并不容易。我们得展开一些知识点,其中涉及到电磁学以及量子力学,才能说得透彻。不过请放心,我并不打算使用数学公式说明问题。

什么是光

我们首先要感谢麦克斯韦,通过麦克斯韦方程组,我们可以清楚的知道,光也是电磁波的一种。具备电磁波的所有基本特性。

而楼主的提问只说到光,其实概念是非常笼统的哦,要知道按照科学的理解的话,那这个“光”范围就太大太大了——包含了全部频段的电磁波!

问答的篇幅所限,我们就把范围限制在可见光之内吧,至于紫外光、红外光、乃至X射线之类的,需要的同学留言给我,我们另文再叙。

可见光,是波长介于390纳米到750纳米之间的电磁波。而通常意义上,穿过玻璃的光,也就是人眼可见的光,就在这个范围之内,低于或者超出的部分,大家就只能当个睁眼瞎啦。

什么样的实体能挡住光

自然界中,我们看到的实体有千千万万之多,我们今天只提炼其中最具代表性,同时也是覆盖面最大的三种来说明情况。分别是玻璃、金属以及非均匀材质物质。

大家根据经验可以瞬间就做出判断,光只能透过玻璃,而对于金属和非均匀材质物质,则是无法穿过的,也可以认为,金属和非均匀材质物质是不透明的。

因为量子力学告诉我们,绝对物质对光的作用的因素很多,但最基本的,我们可以认为是电子结构玻璃的电子结构,导致它的电子无法吸收可见光,所以光可以直接穿透而去,所以我们称之为透明。

金属的电子结构与玻璃等物质有很大的不同,作为导体,它们存在着大量可以到处乱跑的自由电子,这些自由电子构成一片电子海洋,可以有效的反射电磁波,所以金属表现出的物理光学特性为良好的光线反射效果。

非均匀材质物质,是大量小颗粒的杂乱堆砌,对光的影响以无序散射为主,外在表现就是不透明。例如石头、木材、人体等等。

光如何穿透玻璃

很多同学提到光的波粒二象性,其实,无论是将光视作电磁波还是一个个光子,在穿透玻璃时,都可以用量子力学做很好的解释。

首先是玻璃这种物质,它的电子结构并不吸收光子。当光视为一个个光子穿越玻璃时,光子在玻璃中可以反复的碰撞前进,却不损失能量,因此的确可以理解为光子穿透了玻璃这个实体

而当把光视为电磁波时,我们刚才也解释了,玻璃具有极低的光吸收率,而且它的表面光滑,则光波将可以穿透玻璃。

结语

光的确是一个神奇的存在。

我是猫先生,欢迎关注,感谢阅读。

光透过玻璃是光子穿过实体吗?

光线传播是我们日常生活中碰到过的最常见的现象之一了,我们在初中物理学习时就知道光线在真空中的传播速度最快且保持恒定,当遇到物体时,会因物体表面粗糙程度不同其反射的程度和方向都会发生变化,而在由一种介质进入另外一种密度不同的介质时会发生折射,等等。大家经常会看到光线透过玻璃这种现象,肯定都习以为常了,但是,如果深入地思考一下,光线为何会透过玻璃,而且穿透不了大多数的其它物体?光穿透过玻璃以后是不是光子的实体穿透过去了呢?

光线的组成

首先来看一下光线到底是由什么组成的。大家都知道光线具有“波粒二象性”的特征,其实这是一种妥协的结果,因为啥,那就是到目前为止,科学界对于光线到底由什么物质组成还没有统一的结论。在牛顿开启近代物理学的奠基时期,对于光线的组成,始终由两种声音所覆盖。

其中一个是粒子说,另一个是波动说,比如牛顿认为光就是由一种非常微小的粒子所组成,惠更斯则认为光是一种波,还提出了光学惠更斯原理。待到麦克斯韦建立起电磁波理论之后,科学家们发现光与电磁波各项特征都完美地吻合,因此认为光是一种电磁波,而电磁波的传播速度就是光速。

进入20世纪之后,随着相对论和量子力学的建立和发展,爱因斯坦针对光的特性,提出了光量子的概念,认为任何辐射场中都是由光量子所构成,而且光同时具有颗粒性和波动性双重属性。之后法国物理学家德布罗意进一步阐述了波粒二象性,认为在光的理论研究中,必须同时考虑微观粒子和周期性的概念,也就是必须同时考虑光自身的颗粒性和波动性,奠定了物质波理论的基础。后来,薛定谔提出了薛定谔方程用以寻找物质波的波函数,玻恩提出了物质波波函数概率统计论,这些都为量子力学的发展奠定了坚实的基础。

根据光的电磁波性质,不同波长、频率的电磁波则代表着不同的光,根据频率从高到低可以将光线分为伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波。其中,我们人类肉眼可见的光线是可见光波段,波长范围是380纳米-750纳米之间。

从光的粒子性看光线的传播

从光的粒子性角度,我们可以这么看光线穿透物体的情形。现在科学家们提出的光子概念,是基于光的粒子性出发所假设出来的,认为其是传递电磁相互作用的一种基本粒子,属于规范玻色子范畴,其颗粒大小要比原子中最小的单元电子还要小出许多,因此光线具有穿透物体的“先天基础”。

但是,由于不同材质的物体,其内部原子中电子的自由度差异很大,像金属、土壤、身体等组成物质的原子,其电子的自由度特别是金属物质相对较大,这样就使原子周围“电子云”比较“浓密”,光子所携带的能量在穿过这些原子时,与电子发生碰撞的几率就会很大,从而能量的吸引率就较高,物体对外表面得就不透明。玻璃这样的物质情况正好相反,其内部原子中的电子活动性很低,光子在穿透时损耗的能量相对较少,因此能够比较顺利地穿过去,我们在外面观察就会看到玻璃是透明的。

从光的波动性看光线的传播

如果从光的波动性来看,光作为一种电磁波,在密度不同的介质中传播速度是不一样的,传播速度取决于这个介质的两个常数,即介电常数和介磁常数。如果光线接触到一个物体,想要进入这个物体所创造的介质环境,那么根据经典电磁学理论,处在物体这个介质环境之外的介质(比如空气和水),外面的电磁波所产生的电场和磁场,必须要在物体介质环境下感应出相应的电场和磁场才能传播。

那么,对于金属这样的电的良导体来说,在内部是根本无法形成电场的,所以金属的内部很难再产生电磁波,也就是失去了电磁波的存在条件,所以光线在遇到金属之后,极难进入其中,绝大部分都会被反射出去,这也是为什么金属都具有很强反射能力的根本原因。而对于其它一些表面非常粗糙、非匀质材料构成、对某一单色光反射能力强的物体等,都会产生相应的强反射作用,我们在外面看来这些物体也是不透明的或者透明度很差。

如果从能量的角度来看,电磁波是电场和磁场相互交叉式的传播,那么这个波动的波峰和波谷则可以看作电场的两个峰值。当处在一个介质中的光线,其光子被介质中的原子吸收时,电子就会被激发到较高的能级之上,同时有一定的几率会再释放出光子,假如电磁波波函数模的平方(光子出现的概率)在传输的过程中,一直呈现有极大值的趋势,那么光线的能量损耗就小,就能够穿透这个物体。相反,如果在光子被吸收之后重新释放的概率很小,那么波函数就无法再可持续性地延续下去,也就是说波函数模的平方基本变为了0,光线就无法再穿透这个物体。

总结一下

根据前后的分析,我们可以看出,一方面玻璃是一种非常理想的绝缘体,电磁波在这个介质中传播可以完美地再现电场产生的环境;另一方面玻璃中的原子对光线能量的吸收率很低,即使被原子吸收重新释放出光子的概率也很大,总能够形成波函数模的平方峰值。因此玻璃就显得非常透明。与玻璃相类似,纯水结成的冰、水晶、冰糖等这样的物体,也是同样的道理,光线能够以较低的能量损耗穿透过去,而根据光的波粒二象性,我们即可以理解为是光子穿透了过去,也可以认为是波穿透了过去

光透过玻璃是光子的确穿过实体。

一般来说,再致密的物体都是由原子所组成,而对于光子来说,原子的内部世界是极其广阔和空旷的,原子核和电子的体积加起来仅仅只有原子体积的数千亿分之一,所以原子内部基本是空的,当然光子可以穿过,并且到目前为止还没有科学证据能够证明原子核和电子就不能被光子所穿过,所以,一切物体都能够被光子所穿过才是正常的。但是实际中,的确存在光穿透不了的物质,下面我们就来分析一下:

要想知道光透过玻璃是不是光子穿过实体,我们就需要了解决定一个物体能被光子穿过需要具备哪些条件。

如果一种物质它的颗粒尺度刚好,内部既没有自由电子,又没有容易激发的电子,那物质就可以通过光子。

一.颗粒尺度

比如“水蒸气”作为气体是能够让光子穿过的,但是浓重的“水蒸汽 ”就不能被光穿过。这是因为浓水蒸气已经形成小水滴,颗粒尺度变大,把光线都散射掉了,所以光子不能透过。

二.自由电子

光子不能穿过导体和金属是因为金属内部有大量的自由电子,这些电子会很好的反射光波。而且金属的电子在吸收光的能量跃迁以后,又会迅速的跌落到原来的能级,再释放出一些光子,所以光子失去能量穿过不了导体和金属。

3.是否处于激发态

比如含有苯环或者其他有机或者无机大分子的,分子激发态能级恰好对应可见光能量,就会强烈吸收光子,导致穿透不了。

综上所述:光子能够穿过玻璃的原因是由于玻璃的主要成分是二氧化硅,既没有游离的电子,分子激发态能级又不处于可见光的范围,也没有复杂的散射光颗粒、吸收光的空隙,所以光子确实是能够透过玻璃的。

我是科学探秘007,同意我的观点请在下方评论转发+关注,与我一起探索科学的奥秘!

以上图片来自网络,如有侵权,请及时联系删除,谢谢!

严格讲,用「透过/穿过」隐藏着认知错误与误导。用「冲压/推涌」才是合理表述。

如果不能精准理解光子的概念,本题是不可能有正解的。恕我直言,目前没有正确答案。

这本来很难,有五个关键词:光,光子,透过,玻璃,实体。今天我们来由浅入深。

如果有人不愿看完第1~第4章,那么可直接阅读第5章,是基于前4章直接回答本题的。

这里有一个动力学的逻辑链。这个逻辑链是:

光子?→光?→光波?→波?→场?

以下逐一举证与解释。

1. 光子是什么?先问【光】是什么?

通过麦克斯韦方程组与赫兹实验,我们相信,光是一种电磁波,即光是光波。

光子,就是光波中的一个涟漪,好像正弦波的一个波节「∽∽∽」,详解见下文。

2. 光波是什么?先问【波】是什么?

通过水波、风波、钢轨波、地震波、次声波、声波、超声波,我们发现,它们都是有分子激元(exciton)的震荡,激发声子震荡,再传播给相邻分子激元的波动辐射模式,即:

机械波模式:初始波源→分子激元→声子震荡→分子激元→声子震荡→分子激元→……

那么——波频远大于超声波的无线电波、微波、红外波、可见光波、紫外波、伦琴波、伽玛波——的波动辐射模式,即:

电磁波模式:初始波源→光子基元→光子激元→光子激元→光子激元→光子激元→….

机械波是【声学支声波】与【光学支光波】的复合波。例如,

①阴天雷电波,是闪电波雷声波的复合波。

②燧石有火花,是火星光摩擦声的复合波。

③嚼冰糖绿光,是绿色光咀嚼声的复合波。

④轮胎摩擦火,是摩擦光摩擦声的复合波。

还有打火机起火、摩擦静电发光…,有太多的证据表明,声波与光波是叠加发生的。

特别注意:机械波中的传播介质是分子、原子、亚原子(包括电子与核子)被。

这些激元之间的距离,相比它们本体尺度,是很遥远的。它们会直接碰撞吗?当然不可能。

那么它们之间的动能是怎么相互传递的呢?难道是超距作用的吗?当然不可能。

唯一的传递方式是:这些激元的运动,首先冲压附近的真空场,激增真空场的波动频率,这种场效应,就是电磁波。然后该电磁波再去碰撞相邻激元→相邻激元再激发电磁波,以此类推,就有了声波与电磁波的复合波。

激元运动很慢,激发次声波(<20赫兹),虽然我们听不见,但依然是机械波。激元运动较快,激发声波(20~2万赫兹)。激元运动更快,激发超声波,虽然也听不到,但依然是机械波。

如果是导体电流中的电子,绕核核速度高达2200千米/秒(=6478马赫),每个原子之间电子也不可能直接碰撞,而是通过电子冲压真空场,激发电磁波,然后再作用到附近的电子。因此,电流是一种超高频机械波

原子半径r=0.1nm,电子震荡频率高达

f=v/2πr=3.5×101?Hz…(1)

当然,我们更加听不见电流的声音。核外电子激发的电磁波频率

f=?m?v2/h=3.32×101?Hz…(2)

由式(1)与式(2)可见,电子震荡的机械波频率与电子激发的电磁波频率基本一致。

我们再来看看空气中的声波频率。空气的平均分子量n=(20%×32+78%×28)=28.24,空气分子质量m=28.24×1.66×10?2?=47×10?2?kg

空气分子的震荡速度,本质上是分子的核外电子的伴随速度为音速,即v=340米/秒。该电子激发的电磁波频率

f=?m?v2/h…(3)

=0.5×9.1×10?31×3402÷(6.63×10?3?)

=7.9×10?Hz(>>20000赫兹)

这个结果表明:机械波频率与电磁波频率很不一致。机械波的实粒子波动频率,取决于自身离散性的冲压幅度或震荡周期。电磁波频率取决于场介质连续性的涌动幅度或辐射频率。

当然,由于空气分子整体震荡对场的冲压,可以按电子当量的量子数来计算:

?mv2=(m/m?)hf…(4)

显然,方程(4)可以转换为方程(3),为什么可以用电子当量作为场量子数来计算空气分子震荡动能共时转换为场的辐射能,此处留给读者思考,抑或继续看下文。

3. 波是什么?先问【场】是什么?

3.1 首先必须明确

光,是可见光波段之电磁波的简称,不是光子的简称。相对于微波与红外线而言,光是可被视觉感知的高频电磁波。

光的本质,是因为光源震荡对场的冲压,场发生剧烈波动,很像流体被波源激起的波阵面。

波阵面(wave front/surface),也叫波前,是波源周围的【实粒子激元】与【场量子激元】两种介质叠加的一圈圈依次向前推涌的波纹。

注意这几个术语,波动·涌动·涟漪·涨落·推涌·辐射,其实是异名同义词,从不同的认知侧面描述同一个对象之。波阵面作为波动辐射的图景,叫波动辐射面,简称波阵面。

3.2 有两种波阵面:横波与纵波

注意下面两个示例的类比关系。

以池塘中的水波为例。在池塘边,手掌上下拍打水面,水面有一圈圈波动的扇形波阵面

如果手掌在水面上下拍打之震荡方向垂直于水波的辐射方向,这样的水波叫横波

如果划桨在水中前后摆动之震荡方向平行于水波的辐射方向,这样的水波叫纵波

如果划桨的姿势是斜着的,既有上下拍打也有前后摆动,此被激发的水波叫纵横波

以真空场介质波为例。在原子内部,核外电子绕核震荡,其近核点到远核点的震荡轨迹形成电子云。

电子切向运动冲压的真空场(即电磁场),被激发电磁波,形成超精细结构的原子光谱,成频率各异的放射状的横波

如果电子枪迫使核外电子逃逸出来的自由电子或光电子,成近乎径向运动,不断向前冲压真空场所激发的电磁波,可以作为纵波

电子的自旋运动,其南北两极有负压差,使得两极附近的真空场剧烈翻卷,这种翻卷的电子引力场波动,是引力波,也是纵横波

4. 光子是什么?先问【引力子】是什么?

真空不空,是构造万物的基底物质,例如电子内部是超高密度的真空介质。

关于引力波,如果按照广义相对论,则与真空场无关,只能局限于纯数学的弯曲时空。

如果否定真空场作为电磁波与引力波的传播介质,那么引力子与光量子都成了幽灵粒子。

4.1 引力子的相关概念与规定

真空也叫真空引力场,简称。真空场是传递电磁波与引力波的共有介质。我们规定:

规定1:承载引力场或波的场量子叫引力子

规定2:承载电磁场或波的场量子叫光量子

上文3.2节已经提及,电子自旋激发的引力波是纵横波。由牛二定律提供电子自旋向心力:

F?=m?c2/r?…(5)

其中,r?是电子的自旋半径,不大于是0.1毫费米,即:

r?≤10?1?m…(6)

电子向心力径向积分的引力势能 (ε?)为

ε?=m?c2/r?·?dr=m?c2…(7)

此引力势能是维持电子自旋的基底能量(ε?),同时还有被激发的引力辐射能(ε?),即:

ε?=m?c2=ε?=hc/λ?=8.2×10?1?J…(8)

λ?=h/m?c=2.42pm…(9)

其中,λ?是引力子的最短波长。随着引力波波程不断远去,引力子会渐渐降频红移,即引力子体积渐渐变大,密度渐渐衰减,但引力子的固有势能不变。为方便起见,我们规定:

规定3:引力场与电磁场同步关系,引力场是电磁场的基底介质;引力子的势能密度(ρ)与电磁波的波长(λ)成反比。

ρ=ε?/(4π/3)(λ/2π)3…(10)

规定4:实体本体的质量(m),与实体引力场的质量(m’)相等,设引力场半径为R,有

m=m’=V·ρ

m=(4π/3)R3·ε?/(4π/3)(λ/2π)3…(11)

λ=2πR·3√(ε?/m)…(12)

其中,R也是万有引力定律的引力场半径

F=Gm?m?/R2…(13)

方程(12),是与万有引力定律对应的引力场方程,或天体或粒子的引力波方程。

其中,λ是引力子的波长,也是太空望远镜或射电望远镜接收遥远天体辐射源红移的波长。

例1,M87黑洞质量为65亿个太阳,离地距离为0.55亿光年,其到地的引力子波长为

λ=2πR·3√(ε?/m)

=2π×0.55×10?×9.46×101?

×3√(8.2×10?1?÷(65×10?×2×103?))

=(3.56×102?)×(1.84×10?1?)

=6.6×10?米

f=c/λ=4.5Hz(相当于脑波频率)

例2,人马座A*离地2.6万光年,质量为430万个太阳,其到地的引力子波长

λ=2πR·3√(ε?/m)

=2π×2.6×10?×9.46×101?

×3√(8.2×10?1?÷(4.3×10?×2×103?))

=(1.54×1021)×(2.1×10?1?)

=3.23×10?米(相当于无线电长波)

例3,求太阳引力场在2光年处的引力子波长。

λ=2πR·3√(ε?/m)

=2π×2×9.46×101?

×3√(8.2×10?1?÷(2×103?))

=(1.19×101?)×(0.74×10?1?)

=8.8米(相当于无线电短波)

例4,求地球在150万千米处拉格朗日平衡点处的引力子波长。

λ=2πR·3√(ε?/m)

=2π×1.5×10?

×3√(8.2×10?1?÷(6×102?))

=(9.42×10?)×(0.52×10?13)

=4.9×10??=0.49毫米(即毫米微波)

4.2 光子是什么?

光子可以有两个定义。定义1用来定性,说明光子的本质。定义2用来定量,描述光子的属性指标。

定义1:光子是反映真空场(尤指引力场、电磁场)的波动频率与波长的假想粒子。

这个定义表明,光子不是光子源发射出来的一个个自由独立的幽灵粒子,而是对不同真空场进行量子化处理的虚粒子。

电子跃迁理论认为,光子是在电子能级跃过程中所释放或吸收的能量子,似乎有道理。

但这个理论必然导致,光子之间有很大空隙,彼此间能量传递没有介质,只能超距作用。显然这违背了起码的物理逻辑。

定义2:光子是描述电磁波的频率、波长、辐射能的纯技术而非自然的特性指标

一束电磁波,可以抽象为一束正弦波,光子就相当于正弦波的一个波节,这个波节的曲线长度,相当于一个光子的波长。

电磁波在1秒钟周期的行程,即1光秒所含的波数,或者,每个波节光子震荡的次数,叫光子的频率。

这束电磁波,有几乎是无数个「波节光子」依次关联着,每个光子只在本地波动,没有实质性位移。换句话说,每个光子都可以作为电磁辐射速度的零点参照系。

然后,把这个波节卷起来,像一个漩涡状的球,即光子漩涡球(其实不存在),就可以描述光子的自旋半径(r)与自旋速度(v?),并规定

光子的自旋半径:r=λ/2π…(14)

光子的自旋速度:v=c=1/√(ε?μ?)…(15)

即,光子自旋速度≡波节辐射速度,而所谓群速度相速度之类的术语,反而说不清楚。

进而,也可以有明确的光子参量,例如:

光子的自旋体积:

V=(4π/3)(λ/2π)3…(16)

光子的质量密度:

ρ(m)=m?/(4π/3)(λ/2π)3…(17)

光子的电荷密度:

ρ(q)=e/(4π/3)(λ/2π)3…(18)

光子的势能密度:

ρ(ε?)=m?c2/(4π/3)(λ/2π)3…(19)

光子的辐射能密度:

ρ(ε)=hc/λ(4π/3)(λ/2π)3…(20)

光子的自旋角动量:

L(spin)=h/2π=m?cλ/2π…(21)

上述几个公式,可以有两个重要推论。

推论1:光子的密度与波长或半径成反比,与光子的频率成正比

根据推论1,我们可以解释,为什么低频辐射,例如手机微波不能穿透电梯厢等金属介质。因为作为毫米级的微波光子半径

r=λ/2π≈10?3÷6.28=0.16毫米,远远大于金属原子的半径(约0.1纳米)。

紫光子半径最小为380nm/2π=60纳米,也远大于金属原子半径,也不能穿越金属材料。

但是,伽玛射线的光子,例如波长为6.28皮米,则光子半径为1皮米=0.001纳米,远远小于原子半径,当然可以穿越金属材料。

推论2:光子的自旋角动量,与光子波长成反比,与光子频率成正比。

这表明,频率不同,光子自旋角动量也不同。而不是所谓的「全同光子论」。

量子力学理论,把光子自旋角动量的量子数统一规定为1,h/2π=常量,这很难自圆其说。

从频率最低的5~35赫兹的脑波光子,到频率最高的伽玛线暴光子,有数不胜数的不同频率的光子,难道这些光子的自旋角动量都是统一的1吗?——这还是物理思维吗?

5.光穿过玻璃的本质是场的震荡效应

前面讲过,光是光源以外的震荡场,不是光源释放的光子弹。这可以类比几个现象:

有线电话的传播机制:你对着拾音膜喊话,膜内电子被震荡,再震荡相邻电子,最后对方耳膜中的电子也被震荡,他就听觉到你的声音。声带震源,并没有释放声子,声子本来就在场波动里。你声子激发他声子,他听到了声音。

惊涛拍岸的传播机制:海浪的震荡冲击岸边,岸边跟着震荡,海水的「浪子」没有穿越岸边的石头,但石头获得了震荡。

飞机声波震碎玻璃:引擎剧烈震荡,先震荡空气介质,再由空气中的场震荡,最终震荡玻璃中固有的场,导致玻璃破碎。

现在,我们来分析,光是如何透过玻璃的。以下以手电筒的灯光分五个步骤透过玻璃。

卡西米尔真空腔震荡:一个机械波震源,释放的高频声波,可以冲压一个超薄真空腔,该真空腔中的场介质也会被震荡,释放电磁波。在这个过程中,机械波的声子与激元,并没有透过金属腔。

第一步:电源被接通,导体中的核外电子被加速震荡,形成高压电子脉冲,经由钨丝电流的热效应,是钨丝中的电子加速震荡,冲压灯泡内的真空场,产生场光子脉冲波,即光波。

第二步:该光波继续震荡并加速灯泡玻璃中的电子,产生广义光电效应,迫使玻璃中原有的场介质被震荡,形成相邻的场光子脉冲

第三步:这个场光子脉冲,再继续推涌灯泡玻璃以外的场介质再震荡,即灯泡发出的光。

第四步:这束光在空气的真空中继续推涌的冲击波,震荡到一块玻璃板。该玻璃板中原有的真空场再度被激发,产生新的场光子脉冲

第五步:玻璃板内的场光子脉冲,继续推涌玻璃板以外空气中的真空场,也被激发成新的场光子脉冲。

第二步与第五步,看起来就像一束光穿过了玻璃。其实只是最初的电子脉冲激发了真空场,使得各处原有的场光子脉冲有了依次传递的联动反映。

那么,为什么可见光能穿过玻璃与水,不能穿越纸张与金属呢?

这是因为,玻璃的SiO?分子与水分子H?O,都是非晶体缔合分子分布,具有超大的网状结构,网孔半径远大于可见光的光子半径。

换句话说,玻璃分子内部的光子密度,远低于可见光的光子密度,根据熵增加原理,低能密物态不可能穿越高能密物态。

而纸张微观态属于分子晶体,金属微观属于原子晶体,其它大多数材料也是如此,不存在网状缔合分子结构

结论

光透过玻璃是人们把光渗透错误类比为水渗透,其实,光透过玻璃的机制是:

光源的震荡或进动,先冲压玻璃板左侧的真空场,再冲压玻璃板内部的真空场,最后冲压玻璃板右侧的真空场的连续震荡过程。

实与虚是相对的,物质由原子构成,原子由原子核和核外电子构成。在原子核和电子之间以及原子之间有很大的空间是电场。光子很微小,应该是比电子还要小的粒子。由于光子像中子一样不带电荷,光子可以穿过原子核和电子之间的电场。

这是玻璃有规则的原子和分子结构,使得玻璃有了像纱窗一样的空隙。当然,光透过玻璃不是百分之百透过的,有一些光子还是被挡住了,而其它不透光的物资就像一团棉花,没有规则的电场空隙,所以,光子很难透过。

如果不透光的物质做的非常非常薄,也可以透光的。比如金箔。

光透过玻璃是电磁波穿过实体玻璃。光透过玻璃速度变慢,出来后回到真空速度又恢复变快。说明什么问题呢?说明光只能是电磁波,不是光子,如果光是光子,为什么穿过玻璃后速度慢了不保持住呢?是什么力量使光子恢复快速度呢?我们认为光一直在真空中传播,玻璃是实体但原子核和电子占据的体积非常之小,光在玻璃中传播可以是在真空中传播,在玻璃中原子核缝隙之间的真空传播,但路线曲折了,增加了行程,所以光在玻璃中传播速度整体上是慢了许多。其实速度不变,从玻璃出来后又是真空中的速度,电磁波的速度,不是光子的速度。

光穿过玻璃并不是光子穿过了实体,光是bai电磁波,当它入射到任何介质或在介质内传输时,实际上是介质中的微观粒子吸收了它的能量,发生电极化与受迫振动,形成电偶极振子,振动的电偶极子又发出次波。光透过玻璃,其实我们看到的透过的光已经不是原来的光,而是玻璃内部微观粒子在入射光作用下发出的散射次波

不是的,光在介质中传播,并不同一个光子穿过整块玻璃。而是光子与介质作用,光子激发介质中的电子后湮灭,被激发的电子又会返回到原来的轨道,同时又释放新的光子,就这样周而复始,直到最后一个光子从玻璃中跑出来。

不是光子穿透玻璃,而是玻璃分子结构中的空隙容纳下光的介质以太,光通过玻璃时,是光波在玻璃分子的网格状空隙中传播,

未经允许不得转载:创速极风 » 光透过玻璃是光子穿过实体吗?

搞事情!那些不能说的秘密都在这里   关注公众号:创速极风  

         

赞 (0) 打赏

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏