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光波 波长公式的智障型 推导过程

(2011-12-12 05:18:20)
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杂谈

、干涉公式的推导过程:

      波的干涉条件:频率相同,振动方向相同,相位差相同或者相位差恒定

      干涉结果:两列波在介质中任一点相遇时,该点质元参与的两个分振动有恒定的相位差,对于不同的点,相位差虽不同,但均不随时间t变化,合振动加强则始终加强,(注意:这里实际就是两个同方向、同频率的简谐运动的合成)合振动减弱,则始终减弱。合振动呈现加强和减弱交替的稳定图样。这种现象称为波的干涉现象。如(图1)

光波 <wbr>波长公式的智障型 <wbr>推导过程

(图1)  水波干涉实验

                    光波 <wbr>波长公式的智障型 <wbr>推导过程 (图2)

      两个波源满足相干波源的条件,即:同方向、同频率(ω)相同,和相位差恒定(  Δφ=φ2-φ1不随t变化),它们在介质中传播形成两列相干波,到达空间某点的质元振动方程分别为
         y1=A1cos(ωt+φ 1 -  2πr/λ                                                   
                  y2=A2cos(ωt+φ2- 2πr/λ                                                          
          根据干涉的条件,推导出公式: Δφ=φ2-φ1-2π(r₂-r)/λ                                (1-0)     

          对适合条件

        Δφ=φ2-φ1-2π(r₂-r)/λ =2k π                       (k=0、±1、±2······)         加强    (1-1)      

            的空间各点,合振幅最大,其值为A=A1+A2或.机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒.,在这些点,合振动振幅最大。称两列波在这些点干涉相长。

         凡满足下列条件,

        Δφ=φ2-φ1-2π(r₂-r)/λ   =( 2k+1) π                (k=0、±1、±2······)         减弱  (1-2)        

         的空间各点,合振幅最小,即A=IA1-A2I或机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒,称两列波在这些点干涉相消。

        据式 (1-1)  (1-2)   ,两列相干波在空间任意一点引起的两个分振动的相位差是一个恒定的量,这就是说,两列相干波叠加的结果,其合振幅A或者合强度I在空间形成一个稳定分布的图样。注意:这里实际上就是两个同方向、同频率的简谐运动的合成。

      如果设法使φ2=φ 1,则相位差只由波程差r₂-r₁来决定了。上述相位差条件1-1)(1-2)  就可以简化为:   

            δ=r2-r1=kλ            (k=0±1±2······)加强          (1-3)

            δ=r₂-r=(2k+1)λ/2            (k=0±1±2······)减弱          (1-4)

       在波程差等于零或者波长整数倍的空间各点,合振动的振幅最大,称两列波在这些点干涉相长。在波程差等于半波长奇数倍的空间各点,合振动振幅最小。

     只有波动才能产生干涉现象。在近代物理学中,微观粒子的波粒二象性就是这样被证实的..。”

 

二、波长不存在,所有含有波长的公式(包括波程差公式)都是错误的
 

       详细见 机械波,没有波长》,机械波,没有波长,所以,含有波长的简谐运动公式(波动方程)就是错误的。波程差公式也是错误的。

 

三、以上推导过程的几个错误

 

(错误一): 什么叫合振幅?两列波有几个合振幅数值?一个。

 

       物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量,单位用米或厘米表示。振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。一列波只有一个振幅值——最大位移的值,而且是标量,不能是负值。
 
     什么叫合振幅?是两列波的振幅叠加处的值。由于两列波的分振幅的值A1、A2是固定的,而且是标量,所以,两列波的合振幅A也是固定的。也就是说:合振幅也是标量,而且合振幅的值只有一个,就是A=A1+A2..,  既然合振幅只有一个值,所以,不存在合振幅最大、合振幅最小这些概念。  合振幅A只有一个固定值A=A1+A2,也不能有合振幅最小,其值为机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒其他的数值都只能称为合振动的数值。

 
      ‘合振幅’只有一个,其他的都只能是‘合振动量’。在波程差问题上,概念混乱。也可以说:波动派自己糊涂,把别人也都搞糊涂了,以便他们浑水摸鱼,制造令人糊涂的错误理论。

(错误二):  (图1是相干波??不是


     (1)实验证实:没有干涉相长的点

      “合振幅最大,其值为A=A1+A2..,这些点称为干涉相长的点”由于两列波振幅固定,根据这个公式,合振幅A是一个固定的值,也就是说:干涉相长的各点的振动量是不变的——始终等于A=A1+A2..。  

           
      合振动的振幅等于分振动的振幅之和。既然振幅是标量,所以波的振幅就是波峰的最大高度,振幅:就是波峰的最高处离平衡位置的距离,而不该把波谷的位移也看做振幅,而且不该把波谷与波谷的叠加也看做干涉相长,因为这与公式A=A1+A2..不符,因为波谷的位移是负数,波谷的叠加不是标量,波谷与波谷的叠加值- A=-A1- A2,这不是标量,不能称为合振幅。也就是说:振幅就是波峰最高点,振幅就在波峰上,振幅所在地即:波峰所在地。这表明:两列波经过该点的时候,都形成了波峰,而且始终是波峰最高点。这就是加强始终加强的意思。 
       很明显,a点不是波峰最高点(振幅)始终在此叠加,a点不但有波峰经过、还有比波峰低比波谷高的部分经过,还有波谷经过,所以,其值不可能始终等于A=A1+A2..,也就是说a点没有加强始终加强。
 
        a点的振动量是一直在改变的,可以分为三种情况:
 
       1,在两列波峰同时经过 a点的时候,这个时候可以称为合振幅,合振幅=A=A1+A2..
 
       2,在两列波的波谷同时a点的时候,这个时候只能称为a点的振动量y=- A=-A1- A2,此值不能称为合振幅。
 
      3,,波峰经过之后,波谷到来之前,这时是波峰波谷的中间地带陆续经过 a点。此时的振动量一直从大到小的改变,公式应该是a点的振动量:y=y1+y2
 
        人们认为(图1)中 点a‘ 加强始终加强’,是没有搞明白一点:波形图是瞬时图,而每个波峰却是一直运动的。(图1)中,在某个时刻,波峰A和波峰B在a点形成加强,但是,波峰A和波峰B是要一直运动的。下一时刻, 当波峰A经过之后,波峰A与波谷D之间的波形就陆续经过a点、直到波谷D经过,这些由高到低的波形都要经过a点,另一列波的波峰也是如此,所以,a点的合振动不可能始终加强。即不存在干涉相长的点。 

       (图1)这个水波干涉实验是人人都可以做的,这个实验是人人都可以做的,这个实验可以证实:不存在干涉相长的点。

          同样的,由于相干波频率相同,所以,当波峰的振幅处叠加的时候,两列波波谷最低处也必定是叠加的,这些点就是干涉相消的点,详细见《按照‘波的干涉是简谐运动的合成’,来分析波的干涉

 

(2)干涉实验中,不存在公式机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒表示的点

 
        如果按照干涉相消的点仅仅是指波峰与波谷交汇处,其值是公式 机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒示,那么,在干涉实验图中,m点就是干涉相消的点。由于分振幅A1合A2固定,所以,所谓的合振幅A=IA1-A2I也必定是一个固定的数值。可是由干涉实验图看出:m点的振动量也是一直改变的,不但波峰和波谷经过该点,波峰A和波谷C之间波形也要经过该点,由高到低的整个波形都要经过m点,另一列波也是如此,所以,m点的振动量也是一直改变的,大致分为两种情况:
       1,一列的波峰与另一列波的波谷同时经过m点的时候,这个时候合振动量机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒
       2,波峰经过之后,波谷到来之前,这时是波峰波谷的中间地带陆续经过 m点。此时的振动量两列波的振动量y1、y2一直在改变,公式应该是m点的振动量:y=y1+y2
         在任何一点,合振动量都不存在一个固定的数值。也就是说:试验中也不存在机械波鈥斺斆挥懈缮嫦窒表示的点,不存在干涉相消的点。与实验不符的公式是错误的,所以,干涉相消的波程差公式是错误的。
 
(3)(图1是相干波??
      

      既然没有形成干涉相长干涉相消的点,那么,(图1)就不是相干波,而且,

式(1—2)和式(1-3)这两个公式是不能成立的。根据这个公式推导和计算出的红光的波长、黄光的波长等等,都是胡言乱语,没有波长,各种各样的光都是粒子,只有光子,没有光波。

 

(错误三)(图2中的两列波S1S2是相干波??
     (图2中的的两列波S1S2 是相干波?是同方向的波?这不是睁眼说瞎话吗?,这可以直接从图中看出来,S1S2的方向并不相同,如(图2)所以,它们不是相干波。

     在教科书中,同一节的内容,前面还说:干涉是由方向相同的波形成的,后面就用方向不同的波的图形来演示。自相矛盾。你翻开任意一本教科书,都是这样讲的,在波动性的章节,充满这样的自相矛盾的话语。你知道这些编辑教科书的人的水平了吧!他们就没有脑子,也没有眼睛,既看不见图片,也不会思考,只会鹦鹉学舌。

        (图2)是不同方向的直线的交叉现象,这是为‘光波的干涉’可以利用波的干涉做准备的,因为《的干涉现象实际是:光线交叉现象 

     (图2可以解释为什么(图1不能产生干涉,因为(图1中的波方向不同。

 

 错误四)当相干波的φ2=φ 1,相位差Δφ=?

 

        上面摘录的文字中,有这样一句“设法使φ2=φ 1,就可以通过式(1-1)(1—2)推导出式(1-3)和(1-4)”。

 

       (1)初相位相同的相干波,是两列相同的波

         我们知道,波的干涉条件是:频率相同,振动方向相同,相位差相同或者相位差恒定。如果再加个条件:初相位相同,那么,这两列波就是两列:“频率相同,振动方向相同,初相位相同、相位差相同或者相位差恒定”,这样的两列波不是完全相同的两列波了吗?

        相干波就是同方向、同频率简谐运动的合成,加上初相位相同这个条件,就是两个完全相同的简谐振动。没有相位差和波程差。

         当相干波的 初相位相等 :         φ2=φ 1                        
         则    相位差:                     Δφ=ωt+φ2)-(ωt+φ 1)=φ2-φ 1=0

         把φ1=φ2和Δφ=0代入公式(1-1)和(1—2),就有
        
Δφ=0=0-2π(r₁-r₂)/λ=2k π    (k=0、±1、±2····)   加强           
         Δφ=0=0-2π(r₁-r₂)/λ =( 2k+1) π (k=0、±1、±2······)    减弱

 

这样   ,  

         0=2k π                (k=0、±1、±2······)         加强
         0=( 2k+1) π             (k=0、±1、±2······)       减弱
         当k=2,则
         0=4 π              (k=0、±1、±2······)         加强  ,      
         0=5 π              (k=0、±1、±2······)        加强  
        推导出:   0= π      

        为什么会推导出这个结论?只能说明:公式(1-1)和(1-2)是错误的公式。

 (2)初相位相同的相干波,才会出现公式(1-3)和(1-4),说明什么?

       初相位相同的相干波是两列没有波程差的波,而只有这样的条件才会出现公式(1-3)和(1-4),这说明什么呢?说明公式是错误的。因为两列没有波程差的波,怎么会有(1-3)和(1-4)呢?

 

 

(错误五什么叫波程差?两列波有几个波程差??  

   (图2r₁r₂分别为两波源到达观察点P的距离,故差值“”为两光波到达观察点P所经过的路程之差,波动光学中常称之为波程差

     (图2中,无论r₁和 r是直线还是曲线,r₁和r都只有一个固定数值,所以 r₁-r₂
只有一个值,
怎么会有公式1-2和‘波程差等于零或者波长整数倍的空间各点,合振动的振幅最大’之说?难道两列波的波程差可以同时等于0、λ、2λ、3λ?两个固定的数值之差,还有无限多的值吗?既然两列波只有一个波程差,那么‘波程差等于零或者波长整数倍的空间各点’,又怎么讲?

(错误六波程差只有一个固定数值:

     波程差只有一个固定数值,我们假设波程差等于2,根据

     δ=r-r=kλ            (k=012······)加强

     δ =r-r=(2k+1)λ/2           (k=012······)减弱

      就有:    

     δ=2=λ=2λ=3λ            

     δ=2=3/2λ=5/2λ

      多么荒谬的结论。

      这个推论表明,公式(1-3)(1-4)不成立。 (1-3)(1-4)都不成立。又如何用能够用这公式,推导出光波的波长?

 

(错误七光波的波长为什么不在光波的运动轨迹上?

     如(图5),因r₁和r₂分别为两光源S₁、S₂到达观察点P的距离,故差值“r₁-r₂”为两光波到达观察点P所经过的路程之差,波动光学中常称之为光程差。

                       光波 <wbr>波长公式的智障型 <wbr>推导过程

         S₁P=r₁、S₂P=r₂,这两条光波只有一个交点:p,也就是说:只有一个加强始终加强的点,那么,在屏幕上的条纹是如何形成的呢?是因为光源S₁经过小孔衍射后,变成了很多条光线,,详细见《光,没有衍射现象》,同样,光源S₂也是一样,变成了很多条光线,这些光线互相交叉,形成很多交叉点(加强始终加强的点)。

       注意:S₁P、S₂P是光波的轨迹,波长指光波轨迹上的一个完整波长,应该在S₁P、S₂P上,即:波长应该在r₁、r₂上,为什么波长跑到光强分布图上了呢?光强分布曲线图是光的轨迹吗?不是,是光子数的统计图,光强分布图中的振动量指光子数量,那么,波的振动量怎么跑到统计曲线上振动去了呢?这都是什么鬼逻辑!!和笑话中那些傻子的逻辑有一拼。

      《工科物理教程》在波的干涉一节最后面有一句话:‘微观粒子的波粒二象性就是这样证实的。’我深有感触:是的,波粒二象性就是用睁眼说瞎话、胡言乱语等方式证明的,一点不假,这就是一个智障型推导过程。。

四、小结:公式推导过程不对

      (1-3)(1-4)是以‘波程差表示的波的加强和减弱的条件’,把波程差换成光程差,就得到光干涉明、暗条件的一般表达式,

      进而推导出光波明暗纹之间的距离,

                          Δχ=Dλ /                              (1-5)

        根据 (1-5)求出的波长。

       公式(1-1)(1-2),(1-3)(1-4)不对,如何再往后推导呢?推导出来也必定是错误的,所以,波长的公式 (1-5)是错误的。

           







摘自《揭開能量的神秘面紗》   李青梅著


      作者声明:任何国家、单位、个人,不得抄袭和翻印本书中观点、文字及图片,如需少量引用,须注明出处。用作教科书等商业用途及其它,须经作者书面同意。否则追究法律责



 


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