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从光波属性认识量子及相对论

(2016-12-29 14:17:26)
标签:

光子

能量

相对论

量子理论

分类: 文化,教育,情感

       从光波的属性认识量子之二

                                                                  

                  深圳宏源清实业有限公司 深圳市  518004   

 1光子及星系的运动

 第一:光子的运动

  光子运动的本质,量纲[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]等价于量纲[L^(3)T^(0)]* [L^(2)T^(-2)]* {[L^(0)T^(-1)* [L^(1)T^(0)]}等价于

[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[λ],体现了光的波动性。量纲[L^(3)T^(0)]体现惯性体系空间,与波长λ具有对应关系。[L^(1)T^(-1)]体现真空中的光速。量纲[L^(1)T^(0)]体现光的波长属性,运行方向与另一惯性体系直接碰撞,即光与另一惯性体系发生碰撞。

  关于真空中光速不变的原因,从光的波动性来看,当光源朝着观测者运动时,观测者观察到的电磁波谱会发生,光的波长变短,频率变大。

光的波动性量纲表达式[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]

等价于[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)*L^(1)T^(0)]

[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[ν*λ]。体现为最小的能量单元。

 通过实验,可发现,当光源朝着观测者运动时,所发的光的速度仍然是光速,但光谱会发生,光的波长变短,频率变大,所发射光的动能加大,其动能Ek=h*ν。其中,普朗克常数h的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]。这意味,光源运动的动能传递到了光子(因为频率加大,波长变短),但光速不变。

也就是说,光源运动对光子的影响通过频率表达。从另一角度来看,这就是多普勒效应,体现了光谱产生的原因。

  第二:星系的运动

  系运动的本质,对于星系,例如地球围绕太阳转,

量纲[L^(3)T^(0)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(2)T^(-1)]等价于

[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]。量纲[L^(3)T^(0)]体现惯性体系空间,体现了广义相对论的本质。

 量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]体现两个惯性体系之间的联系。其中量纲[L^(1)T^(0)]表达了地球与太阳之间距离,体现了动能与势能的联系,体现了广义相对论的测地线。二个惯性体系之间不发生碰撞。量纲L^(3)与量纲L^(1)具有对应关系。

  质量单元是一个常数,大小等价于Vpp,量纲是[L^(3)T^(-1)]。而1/[L^(3)T^(-1)]=[L^(-3)T^(1)],体现了相对论尺缩钟慢的体质。

第三:动能与势能的联系

  动能的量纲,[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)][L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

  势能的量纲,[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)][L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-1)]*[L^(0)T^(0)]

  能量的量纲,[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]

       可见:     [E^(2)]/C=Ek*Ep.

对于基本粒子来说,基本粒子的最大动能是:Hu/Lp;最小势能是:Hup

 这也表明了,宇宙中的时间是连续的,空间是连续的;但能量是量子化的,能量的各种属性也是量子化的。此外,动能是能量的发散属性,势能是能量的收敛属性.

2光子及原子的内涵

第一:电子电荷,质子电荷,中子

原子是由原子核及电子组成的,而原子中的电子,质子等具有内在的联系。

 第一: 电子电荷的本质

对于二个惯性体系来说,量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]等价于[L^(3)T^(-1)]*[-L^(2)T^(-2)]*[-L^(1)T^(0)].

  这意味,量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],体现了动能属性.而量纲[L^(3)T^(-1)]*[-L^(2)T^(-2)],体现了负动能属性.

  电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]的基本粒子。量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]体现正电子电荷属性,根据三维空间属性,正电子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]的基本粒子组成。

 而负电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}的基本粒子。量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}体现负电子电荷属性。根据三维空间属性,负电子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}的基本粒子组成。

  从另一个角度来看:

  量纲[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]}*[L^(0)T^(0),或[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*Lp}其中,Lp量纲[L^(1)T^(0)],体现电子运动的内禀长度,即,类似一维普朗克长度Lp属性.体现了电子的轨道半径(波尔半径)属性。

量纲[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*[Lp]}体现正电子电荷属性,根据三维空间属性,正电子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{[L^(2)T^(-2)]*[Lp]}的基本粒子组成。

   量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]}*[L^(0)T^(0)][L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*Lp},其中,Lp,量纲[L^(1)T^(0)],体现电子运动的内禀长度,即,类似一维普朗克长度Lp属性.体现了电子的轨道半径(波尔半径)属性。

量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*[Lp]}体现负电子电荷属性,根据三维空间属性,负电子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]*[Lp]}的基本粒子组成。

  第二:质子电荷的本质

  对于二个惯性体系来说,量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]的基本粒子,可构成质子。量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]体现正核电荷属性,根据三维空间属性,质子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]的基本粒子组成。

  而负质子量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}的基本粒子。量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}体现负核电荷属性。根据三维空间属性,负质子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}的基本粒子组成.

  从另一个角度来看,正核电荷的量纲

[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*[L^(2)T^(0)]}*[L^(0)T^(0)][L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*Sp},其中,Sp量纲[L^(2)T^(0)],体现正核电荷的运动的内禀方位角,即,二维普朗克长度Sp

量纲[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}体现正核电荷属性,根据三维空间属性,正质子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}的基本粒子组成。

  量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]*[L^(2)T^(0)]}*[L^(0)T^(0)],或[L^(3)T^(-1)]*{[-L^(1)T^(-2)]*Sp,其中,Sp量纲[L^(2)T^(0)],体现负核电荷运动的内禀方位角,即,二维普朗克长度Sp。即,量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}*[L^(0)T^(0)]体现负核电荷属性,根据三维空间属性,负质子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]*[Sp]}*[L^(0)T^(0)]的基本粒子组成。 

第三:中子的本质

 量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]的基本粒子,可构成中子。量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)]体现无电荷属性。根据三维空间属性,中子是由三个量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)]的基本粒子组成.

第二:电子电荷常数,质子电荷常数

通过量纲分析原子的内涵

光子量纲表达为:[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]

        [L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]

        [L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-3)]*[L^(1)T^(0)]

        [L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

从对称性没有破缺的角度,光子的量纲表达为:

等价于量纲 [L^(3)T^(0)]*{[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]}*[L^(0)T^(0)]

等价于量纲 [L^(3)T^(0)]*{[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]}*[L^(0)T^(0)]

等价于量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

 光是开弦基本粒子,当一对光子对称性破缺后,就成为一对正,反的闭弦基本粒子。光子的能量就是最小的能量单元,其大小等价于,从光波属性认识量子及相对论.

电子量纲表达式为,[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

负电子量纲,[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}*[L^(0)T^(0)]

从另一个角度,电子量纲表达式[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)],负电子量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}*[L^(1)T^(0)].其中,

量纲[L^(1)T^(0)]表达子电子与原子核之间的距离。 

  质子量纲表达式为,[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

负质子量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}*[L^(0)T^(0)]

  原子结构中,电子,原子核及光子的相互运动;类似于地球,太阳及月亮的运动.即,地球围绕太阳运行,而月亮围绕地球运行。

 光子围绕电子运行时,

 光子的量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)],电子的量纲[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}.

其中[L^(1)T^(0)]表达子光子与电子的距离。

  光子的量纲 也可表达为:[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-2)].体现光子围绕电子的运动(体现开普勒定理的内涵)

   当电子从激发态回到基态时,会释放光子;反之,当电子吸收光子,电子就会从基态跃迁到激发态.

 由于光子围绕电子运行,电子朝着观测者运动时,此时,电子释放的光子(电磁波会发生,光的波长变短,频率变大。电子远离观测者运动时,此时,电子释放的光子(电磁波会发生,光的波长变,频率变由于电子朝着观测者运动的方向(角度)的概率不同因此,电子释放的光子的波长(或频率)也是随概率变化,从而形成光谱。

 电子围绕原子核运行时,

 电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}*[L^(1)T^(0)],原子核的量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)].

其中[L^(1)T^(0)]表达电子与原子核之间的距离。

  此外,量纲[L^(3)T^(-1)]表达了质量,大小是一个常数,用mp表达,等价于Vp*νp

其中Vp表达普朗克空间;νp表达普朗克频率(最大的频率),等价于C/Lp。而C表达真空中的光速,Lp表达普朗克长度。

  量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],大小是mp*[C^(2)],是一个常数,体现子电子电荷。由于电子是由三个基本粒子组成,故电子电荷的大小是3*mp*[C^(2)],用ep表达。

 量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-1)],大小是mp*[Sp*νp],是一个常数,体现质子电荷。由于质子是由三个基本粒子组成,故质子电荷的大小是3*mp*[Sp*νp]。qp用表达。其中Sp表达普朗克面积。

可见qp=ep/Lp

换个角度来看,电子电荷及质子电荷常数:

 电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)],负电子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(2)T^(-2)]}。其大小是ep=mp*C^(2).

质子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)],负质子的量纲是[L^(3)T^(-1)]*{-[L^(1)T^(-2)]}。其大小是qp=mp*C^(2)/Lp.

可见ep=qp*Lp.即:qp=ep /Lp.这就是电子围绕质子运动的原因。

ep=Hu/Lp ,这就是光子围绕电子运动的原因。

3通过物理常数的组合认识光子

  物理常数通过组合,可构成新的物理常数.

  对于物理学理论来说,常见的常数有普朗克长度,Lp,量纲是[L^(1)T^(0)]普朗克面积Sp,量纲是[L^(2)T^(0)]普朗克空间,Vp,量纲是[L^(3)T^(0)]

  一维光速C,量纲是[L^(1)T^(-1)];二维光速C^(2),量纲是[L^(2)T^(-2)]

三维光速C^(3),量纲是[L^(3)T^(-3)]

  普朗克频率(最大的频率)C/Lp,用νp表达,量纲是[L^(0)T^(-1)]

  普朗克时间(最小的时间)Lp/C,用tp表达,量纲是[L^(0)T^(1)]tp的物理意义是电子从高能态跃迁到低能态时,释放一个光子的最小时间。电子从高能态跃迁到低能态时,释放一个光子的时间是t=λ/C.

其内在联系是:C=νp*Lp,其中Lp等价于最小的波长λp

  角动量常数的量纲是[L^(2)T^(-1)],等于Lp*C等于Lp*(λpp).

等于λp*λpp.

  能量特征常数Hu=Vp*C^(3),量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)][L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]

  普朗克常数h=Vp*C^(2),量纲是

[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

  万有引力常数,G=νp=1/tp,量纲是[L^(0)T^(-1)]

  质量常数等于Vpp=Sp*C ,量纲是[L^(3)T^(-1)]

  电子电荷常数,ep= h*νp  , 量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]等价于[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

  核电荷常数qe等于ep/Lp , 量纲是{[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]}*[L^(0)T^(-1)]*[L^(-1)T^(0)]

等价于[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]

  值得注意的是:能量特征常数 Hu=h*C,体现了广义相对论的真空光速及量子理论中的普朗克常数之间内在的联系。                                                 

  从另一个角度来看,

从量纲[L^(1)T^(0)]*[L^(1)T^(-1)]来看,最小的普朗克长度用Lp表达,量纲是[L^(1)T^(0)];最大的速度是真空中的光速用C表达,量纲是[L^(1)T^(-1)]

  一维空间速度量纲[L^(1)T^(-1)]等价于[L^(1)T^(0)]*[L^(0)T^(-1)],其中量纲[L^(1)T^(0)]体现为波长λ,量纲[L^(0)T^(-1)]体现为频率ν。而最小的波长是普朗克长度Lp,用λp表达,量纲是[L^(1)T^(0)];最大的频率是C/Lp,用νp表达,量纲是[L^(0)T^(-1)]。可见真空中的光速等价于λpp

量纲是[L^(1)T^(-1)][L^(1)T^(0)]*[L^(0)T^(-1)]。体现了光速的本质。


 

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