是什么定义了光子运动的初始方向

原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ。其静止量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子。早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生。

光子从激光的相干光束中出射光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。

光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,

光子由于无法静止,所以它没有静止质量,这儿的质量是光子的相对论质量。

光子是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比,光子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光子具有波粒二象性:光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量,光子只能传递量子化的能量。对可见光而言,单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳,这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子,从而引起视觉。除能量以外,光子还具有动量和偏振态,但单个光子没有确定的动量或偏振态。

命名

光子起初被爱因斯坦命名为光量子 。 光子的现代英文名称photon源于希腊文 φῶς (在罗马字下写为phôs),是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的。 在路易士的理论中, 创建的。 在路易士的理论中, photon指的是辐射能量的最小单位,其“不能被创造也不能被毁灭”。 尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认, photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。 根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载, 阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子。

在物理学领域,光子通常用希腊字母γ (音: Gamma )表示,这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 ( Paul Ulrich Villard )于1900年发现的伽玛射线,伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 ( Edward Andrade )于1914年证实是电磁辐射的一种形式。 在化学和光学工程领域,光子经常被写为h ν ,即用它的能量来表示;有时也用f来表示其频率,即写为h f 。

stemmer原创观点:光量子球面波运动。

最常见的是可见光。古时候,人们发现了小孔成像现象,“证明”了光走直线。

难理解的是费曼路径积分。近现代,科学家发展了量子力学,爱因斯坦从光电效应现象中,提练了光量子概念,光子、光量子成了一种基本粒子。光有反射、折射、散射、衍射等现象,惠更斯一菲涅耳原理理论上解释了光的一般性质,费曼路径积分,解释了光的干涉现象。然而,又有多少人,对惠更斯原理、费曼路径积分,能真正了解?

是的,激光,有强烈的方向性,方向性极好,但为什么激光直线传播,又有多少人,犯了以偏概全的理解错误。

光真的以直线传播吗?

如果解答是的,那么,宏观上,经典力学完全可以就这样认为,没毛病。但是,微观上,学了量子力学的,也这么说,可以说,量子力学基本上学了皮毛。

惠更斯原理认为:光是球面波,光所经过的每个点,都可认为是新的球面波光源。惠更斯一菲涅耳原理进一步认识到:光波的振幅与相位的运动变化规律。

光波的振幅与相位的运动变化规律,可以归结于费曼路径积分。光的传播路径千万条。

光不直线传播,光是球面波。

有人会说,惠更斯一菲涅耳原理有其局限性,可事实如此吗?

惠更斯一菲涅耳原理可由麦克斯韦方程组导出,麦克斯韦方程组可由薛定谔方程导出,薛定谔方程可由相对论质能方程导出,相对论质能方程可由广义相对论下的狄拉克方程导出。狄拉克方程是量子力学基石之一,可以说,否认惠更斯原理,就是否认狄拉克方程,就是否认量子力学。

看到这里,还认为光是直线传播的,请回头从头再来复习下量子力学再说。

光“直线传播”是表象,光球面传播才是本质。

光子初始运动方向无定义,各向同性。

光“直线传播”表象的由来。阴影、激光是典型的光“直线传播”现象,然而,用惠更斯原理的平行运动的波阵面,完全可以解释清楚,其本质依然是光球面传播。连续不断的光源发出的光,部分受物体阻挡,形成了阴影,激光器中的谐振腔保证了宏观上光行进方向的一致性。

光球面波运动变成光直线运动的成因。在平静的水中,投入一块石头,水面上形成了波纹,呈同心圆,向外发散。再投入一块石头,出现了水波干涉现象。在同一条线上,继续投入一排石头,连续不断投入,水波将在这线的两侧呈平行线向外扩散,同心圆现象变成了平行波阵面,这时,对每个石头点位来说,波呈两条射线向外发散,形成了直线传播表象。

光波也是如此。光穿过平板一条缝,产生了衍射,穿过两条平行缝,产生了干涉,穿过三条及以上平行缝,干涉条纹将变得更复杂。在费曼在上大学的时候,就向老师提出了,如果平行缝为无限多,也就是将平板去除了,光直接过去,光的干涉将会怎样?还会发生吗?费曼路径积分的思想从这时就产生了。

费曼路径积分也告诉我们,光不直线传播,光量子从一个点运动到另一个点,任何路径都可能,其结果是所有路径的积分和,反正,光就不单走寻常路,不单走直线。

本文观点结论:光量子球面波运动。

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