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光子——一元二态物理名词解释11 光子这个概念,最早是1905年,爱因斯坦解释光电效应时,提出的一个假设。他假定光子是一个波包,被光电子所整体吸收。直到1916年,密立根发表了验证爱因斯坦光电效应方程的实验结果后,光子概念才开始得到人们的认可。等到1923年,康普顿用光子概念成功解释康普顿效应后,“波包”形态的光子概念才被广泛接受。四年后的1927年,以玻尔为代表的哥本哈根学派,将这个以“波”为内核的波包形态的光子,定性为具有“波粒二象性”的一种特殊物质。 由于不同频率的光子,其能量也各不相同,结合普朗克对他的黑体辐射公式的量子解释,表明不同能量的光子所含量子的数量是不同的。换言之,光子这个波包是由若干个“量子波包”组成的。到了这一步,可以说光子结构模型已经呼之欲出了。 然而,由于现代物理学是裸客体框架下的理论,只是将光子这个波包简单看作了“若干个量子波包的叠加态”,而未从量子的分立性角度去做进一步的研究。直到2010年,刘泰祥在他创立新的物理理论过程中,从普朗克量子的分立性出发,最终将量子概念脱胎换骨,构建出了cn粒子涡量场模型,于是,一个全新的光子模型应运而生。这套新的物理理论后来称作一元二态物理。 在一元二态物理中,光子本体是由cn粒子叠聚而成的一个管状粒子,cn粒子之间的耦合场线将它们紧紧地捆在一起,而成为一个稳定的粒子。由于光子是一个纯极性场的粒子,没有中性场,故光子没有静质量。 以光子本体为涡核的整个涡量场,看起来的确就是一个能量包;而物理学上的波包概念,实质也是能量包。在物理学中,能量是比质量更基本的概念,或者说,光子是比有质量物质更基本的物质。实际上,在一元二态物理中,光子凝聚成电子或质子时,它的极性场演化出了一种新的场——中性场,正是这个中性场赋予了电子和质子的质量。 可见,能量的确比质量更基本,或者说,光子在物理理论中处在根基的地位上。 #光子 #量子 #物理 #科普 #知识
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光的简史19: 赫兹发现光电效应 量子证据呼之欲出 19世纪末的物理天空闪烁着金色的光芒,象征着经典物理帝国的全盛时代。这样的伟大时期在科学史上是空前的,或许也将是绝后的。然而,这个统一的强大帝国却注定了只能昙花一现,喧嚣一时的繁盛,终究要像泡沫那样破灭凋零。 今天回头来看,赫兹1887年至1888年的电磁波实验的意义应该是复杂而深远的。它一方面彻底建立了电磁场论,为经典物理的繁荣添加了浓重的一笔;与此同时,本质上是电磁波载体的光子,也就被彻底电磁波化了,从此波动说有了麦克斯韦电磁理论这个强大靠山,而粒子说再想翻盘就更是难上加难了。但在另一方面,赫兹实验同时又埋下了促使经典物理自身毁灭的武器,孕育出了革命的种子,这也成为粒子说的反攻法宝。真可谓“成也萧何,败也萧何”。 在卡尔斯鲁厄大学的那间实验室里,赫兹铜环接收器的缺口之间不停地爆发着电火花,明白无误地昭示着电磁波的存在。但偶然间,赫兹又发现了一个奇怪的现象:当有光照射到这个缺口上的时候,似乎火花就出现得更容易一些。这就是著名的光电效应。 赫兹把这个发现也写成了论文发表在《物理年鉴》上,但在当时并没有引起人们的注意。当时,学者们都在为电磁场理论的成功而欢欣鼓舞,马可尼们在为了一个巨大的商机而激动不已,没有人想到这篇论文的真正意义。连赫兹自己也不知道,量子存在的证据原来就在他的眼前,几乎是触手可及。 终于,在经典物理还没有来得及多多体味一下自己的盛世前,一连串意想不到的事情,在19世纪的最后几年里连续发生了,仿佛是一个不祥的预兆。 1895年,伦琴发现了X射线。 1896年,贝克勒尔发现了铀元素的放射现象。 1897年,居里夫人和她的丈夫皮埃尔•居里研究了放射性,并发现了更多的放射性元素。 1897年,J•J•汤姆逊在研究了阴极射线后认为它是一种带负电的粒子流,电子被发现了。 1899年,卢瑟福发现了元素的嬗变现象。 如此多的新发现接连涌现,令人一时眼花缭乱。每一个人都开始感觉到了一种不安,似乎有什么重大的事件即将发生。物理学这座大厦依然耸立,看上去依然那么雄伟,那么牢不可破,但气氛却突然变得异常凝重起来,一种山雨欲来的压抑感在人们心中扩散。 新的世纪很快就要来到,人们不知道即将发生什么,历史将要何去何从。眺望天边,人们隐约可以看到两朵小小的乌云,小得那样不起眼。没人知道,它们即将带来一场狂风暴雨,将旧世界的一切从大地上彻底抹去。#物理实验 #物理学
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