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环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

(2011-12-12 19:11:45)
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美食

环波

一、             生活中的环波

①     在平静的湖面上丢一颗石子,会泛起一圈一圈同心圆状的水波纹,这种波纹,称为环波。

在水面上点动水面,只点一下,环波会随着传播距离慢慢消减,最后重新趋于平静。但如果源源不断的、有频率的点动水面,环波会越传越远。

环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

点动头部有个小球,当小球接触水面时,小球对四周的水有扩张。当小球抬起离开水面时,四周的水要来填补。小球以相同频率点动水面,就会出现环波。

相同频率点动水面是为了形成有效的共振,越传越远。

②     环波的种类

声波(以固体液体、气体为介质)、电磁波(无线电波、光、X射线等)、液体波(如水波),这些都属于环波。

③     环波是纵波和横波的合成波

水波环波的内部质点,都是做圆周式椭圆(不一定是规则椭圆)运动(可以观察水的内部,悬浮的小球)。原因就是因为水波是横波和纵波的合成波。同理,声波,电磁波都是横波和纵波的合成波。

④     环波的传播

水面上,当两个水面环波相遇,会相互穿透,互不干扰,各自独立的传播。当然,在一定程度上,也会有相互干扰的情况出现。同理,声波和电磁波的传播也遵循这种传播方式。

 

二、             电磁波:环波

①     水内环波

一根圆柱棍子,在水内部穿梭,如果以相对恒定的速度穿梭(先考虑直线穿梭),因为棍子所到之处对水的扩张会形成水内环波,这个环波只在棍子周围一圈,不会向外传播。

 环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

如果这根圆柱的棍子有足够长,有节奏的一下停一下穿梭,一下停一下穿梭,停和穿梭有一个恒定的频率。停的时候,四周的水向圆棍收缩;穿梭的时候,水向四周扩张,形成环比,越传越远。

 环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

②     电磁波环波的产生方式

1)  一个方向穿梭(相当于直流电)

电子在导线内穿梭(原子中除了电子和原子核外,剩下很大一部分就是空间),空间就是水流一般的流体。电子流在空间中穿梭会形成空间环波。

a.           直流电:电子流以恒定的速度,方向不变,在导线中穿梭,产生的环波就在导线周围(附近)一圈,不会一圈一圈向外传播,不形成电磁波,但会产生环形磁场,这个磁场虽然不向外传播,但有着和电磁波共通的性质,可以切割磁力线。

b.         装了息合器的直流电

   直流电的断开、闭合,再断开、闭合,相当于圆棍在水中一下停,一下穿梭,一下停,一下穿梭,这种直流电会形成向外传播的环波,即电磁波。

2)  来回穿梭(相当于交流电)

交流电的运动规律是,电流方向一直在改变,在电流方向改变的瞬间,中间有一个停顿。

 

运动规律

环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

如此循环,改变方向,在停顿的时候空间收缩,在运动的时候扩张,在一定频率下,形成向外传播的环波,即电磁波。

 

3 电磁波的传播介质

 以太风试验

迈克耳孙-莫雷实验是为了观测“以太风”是否存在而作的一个实验,是在1887年由阿尔伯特•迈克耳孙与爱德华•莫雷合作,在美国的克利夫兰进行的。当时认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来,同时,它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生,引起人们去探讨“以太风”存在与否。迈克耳孙-莫雷实验就是在这个基础上进行的。
对于迈克耳孙干涉仪,当“以太风”的速度为0时,两束光应同时到达,因而相位相同;如“以太风”速度不为零,即装置相对以太运动,则两列光波相位不同。所以两束光的到达时间是不同的,根据这个实验应该能测量出地球通过以太的速度.
实验结果证明,不论地球运动的方向同光的射向一致或相反,测出的光速都相同,在地球同设想的“以太”之间没有相对运动。当时迈克耳孙因此认为这个结果表明以太是随着地球运动的。

很多人认为,“迈克耳孙-莫雷实验”否定了以太的存在,其实这种认识是不妥的,这个实验只否定了“地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必须会遇到每秒30公里的以太风迎面吹来”这个假设。

本文认为,地球及其地球周围是个独立的涡流系统,地球表面的空间也随着地球在同步旋转,因为地球本来就是个空间涡流。换成“以太”思路的话,也可以说以太和地球在同步旋转。

再说,地球围绕太阳转,太阳是太阳系最大的涡流,地球涡流和其周围的空间同步公转于太阳,地球涡流和其周围的空间是相对静止的,这就如河流中的涡流,不会被迎面而来的河水所影响,主要因为水涡流和河水在同步移动,同理,地球这个空间涡流和其周围空间也是同步移动的,地球表面不会存在因为公转而迎面吹来的以太风。

 

洛奇转盘试验

英国物理学家洛奇(Oliver Joseph Lodge,1851—1940)在1892年做了一个钢盘转动实验,以试验以太的漂移。他把两块靠得很近(相距仅1英寸)的大钢锯圆盘(直径为3英尺)平行地安装在电机的轴上,高速地旋转(转速可达4000转/分)。一束光线经半镀银面分成相干的两路,分别沿相反方向,绕四方框架在钢盘之间走三圈,再会合于望远镜产生干涉条纹。

如果钢盘能带动其附近的以太旋转,则两路光线的时间差会造成干涉条纹的移动。但是,不论钢盘转速如何,钢盘正转与反转造成的条纹移动都是微不足道的。洛奇写道:“以太被转盘携带的速度不大于转盘的1/800”。

这里有两个疑问:

1,               钢盘的旋转和地球的自转有着本质的区别,地球自转是因为地球本来就是一个空间涡流,涡流的特征是有涡流力,即我们常说的引力,而钢盘的旋转不会产生涡流力(引力),钢盘不符合空间涡流的条件,质量也不是地球层级上的。

2,               光属于环波,环波和空间涡流(比如地球周围的空间涡流,它属于涡流力的范畴,不包括地球本身)是相互独立传播的,它们基本互不干扰。

所以用洛奇转盘试验来否定以太(空间)不被地球拖拽,这个结论是不妥的。

 

本文对以太的认识

天文学中的红移和蓝移,人们多用光的多普勒效应来解释,一旦承认了多普勒效应,其实就是承认了“光是需要介质的”,那么介质是什么,从现在看,只有以太最合适。

本文认为,一定条件下,物质中各种原子核的振动或者说各种原子核在空间的运动,形成了空间环波,向外传播,这就是电磁波的形成机制。太阳系是一个更大世界中的氢原子,太阳是氢原子核,太阳的有序振动,会带动周围空间形成环波,无数的太阳和其他恒星一起振动或者有序空间移动,会形成大规模的环波,这就是更大世界的电磁波(比如说可见光)。

那么环波的介质是什么呢,我们说过,太阳系空间中存在着原素 0到原素-n 这些大大小小的涡流,空间也是分形的,空间中并不空,这些并不空的分形物质就是电磁波(环波)的介质的一部分,为什么说是一部分,因为原素-n是怎么形成的,这个理论上最小的物质也是理论上最小的涡流,我们说原素-n这个涡流是“平静的空间”发生涡流扰动形成的,平静的空间就是不发生任何形变的空间,它如流体一样,是万物的基础,也是电磁波介质的基础。

回过头我们来看看地球周围涡流力的介质,即引力的介质是什么。地球周围的空间中几乎什么物质都不存在,但有一样东西一定存在,那就是涡流力(地球引力),地球引力的介质就是空间,分形的空间。从这个角度出发,涡流力和电磁波是异曲同工的。

那么“平静的空间”是什么,可能只有这个世界的设计者才知道。

所以笼统的认为,光的传播介质是以太,也是合适的。

   

 

 

   

三、             光:环波

①     火焰的颜色与两个因素有密切关系:1、温度;2、燃烧物的光谱

1)  火焰颜色和温度的关系

钢丝温度与颜色的对应关系

温度/℃      颜色特征

550         暗褐色                                                                                               

630         褐红色

680         暗红色

740         暗樱红色

770         樱红色

800         鲜明的樱红色

850         鲜红色

900         黄红色

950         浅黄红色

1000         黄色

1300         黄白色,亮而有点刺眼

1400         黄白色,亮,刺眼

在超过1400度后,火焰颜色就发白,在3000度上下是蓝白色。

在光的色散实验中,一束阳光可被棱镜分为“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七色光,红光的频率最小,紫光的频率最大,白光是七色可见光的复合光。

在钢丝的温度升高过程中,光也是从红光过度到黄色、黄白色、白色、蓝白色。

可见随着温度的升高,钢丝发出的光的频率越来越高,种类也越来越多,最后复合成了白光,甚至有往频率更高的蓝光发展的趋势。

钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素组成的合金。

钢丝的温度和钢丝中这些元素的原子核和电子的振动频率成正比,温度越高,振动越强烈,光的频率越大。

原子核和电子的振动会引起原子核和电子周围空间的振动(原子中,除了原子核和电子外,大部分都是空间),形成环波,向外传播。

这种粒子的振动使原子核和电子周围形成了空间环波。空间环波的频率和原子核和电子的振动频率是一致的。

这些不同原子核和电子的振动所形成的不同频率的空间环波,当达到“可见光”的频率范围时,便显现出来,被我们看见。

2)  燃烧物质的光谱

不同盐类(主要是盐类中的不同元素)的光谱是不一样的,比如在焰色实验中,钠盐显黄色,钾盐显紫色,钙盐显砖红色,锶盐显洋红色,铜盐显绿色。

不同元素的原子核的质量是不同的,同样温度下,原子核的振动频率和其质量有关。原子核质量不同对应的原子核的振动频率也不同,所以我们能利用元素的光谱来辨别各种不同的元素。

 

四、             无线电波

电磁波在空间传播遇到导体,会产生感应电流,并且感应电流的频率跟电磁波的频率的相同,也跟发射装置中振荡电路的频率相同。

为什么电磁波在空间传播遇到导体会产生感应电流?

原因:其实这和导体切割磁力线产生感应电流的原来是一致的。

 环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

环波(电磁波,声波等等的本质探讨)

环波就是收缩和扩张的磁力线,是一种空间的扰动。电磁波是环波,环波的收缩和扩张,就是在切割导线,所以电磁波的频率和产生感应电流的频率相同。

生活中,周边导体在电磁波切割下,我们人体感觉不到导体的电流,甚至电流表也测不出,原因一是电流太小,二是阻抗太大,产生不了电流。

 

五、             光电效应和康普顿效应

光电效应和康普顿效应的理论解释,都试图证明光不是波,而是粒子。在这两个效应中,他们认为光表现出粒子性。

本文认为爱因斯坦和康普顿的理论解释自相矛盾,两位在理论中都用到了能量的概念,但对“能量”是什么,却说不清楚。

现在我们先一点点分开讨论这两个著名的效应。

1光电效应中的“光”是可见光级别,康普顿效应中的“光”是X射线级别。

  在光电效应中,“电子”是一下子全部吸收光子的全部能量,光子本身消失。在康普顿效应中,康普顿的解释是电子只能吸收一部分光子的能量,光子本身不消失,而是保留了部分能量,成为了散射光子。为什么同样是电子,遇上可见光和X光之后,所表现的吸收能量的形式就不同了呢?爱因斯坦和康普顿没有给出合理的解释。

2爱因斯坦既然不用“经典”波得理论来解释光电效应,而认为光表现出粒子性,既然光表现出粒子性,为何不像一个有质量的小球一样去碰撞电子,然后传递动量?而爱因斯坦的最终解释却是光子是一个能量小球,能量被电子吸收了,光子就如同灵魂附体一样,附体于电子身上,然后光子自己消失了,一点痕迹也不留下,这到底是粒子还是灵魂,匪夷所思。

 本文认为,既然认为“表现出粒子性”。为何最终解释却不符合粒子的性质。这是矛盾的。也许大家会说“波粒二象性”,其实,当爱因斯坦推导出“波粒二象性”这种自相矛盾的结论时,就已经证明他的推导,假设,以及理论出错了。

3康普顿效应中,康普顿用“动量守恒”的方法来解释,在这个效应中,光又变成了有质量的小球,它和电子发生碰撞,光子现在又不能附体于电子了。

康普顿效应中,电子和光子碰撞后,为何不会被撞的粉碎和分裂?难道他们不是粒子?

4在光电效应中,如果说电子一下子吸收光子的全部能量,然后动作,为何电子不能一下子吸收两个(甚至两个以上)光子的能量,为何电子吸收能量的过程不能是累加的

5在光电效应中,打出来的电子基本都是垂直于金属表面而射出来的,跟光的照射角度无关,这又和光是粒子的性质不符。

6爱因斯坦认为光的频率不同,则它们的能量就不同。

  本文认为,光的能量只和它的速度有关,光速等于波长乘以频率。所有可见光和电磁波只要速度相同,那么它们的能量就是相同的。

  普朗克E=HV这个公式有问题,我们不能用数学手段推导出来的公式,去指导现实中光的能量应该是怎么样的。所有数学推出来的公式必须用先通过“现实”去严格的检验。

7 康普顿效应时,有无光电效应发生?光电效应时,有无康普顿效应发生?为什么当电磁波的频率达到X射线的频率时,现代理论就只谈康普顿效应,而回避光电效应。而到了可见光范围,就只谈光电效应了,康普顿效应被推开了。

8现代理论认为“康普顿效应可以发生在光子与自由电子或者发生于光子与束缚电子之间,而与自由电子发生康普顿效应的几率更大。光电效应只能发生在光子与束缚电子之间,而不能发生在光子与自由电子之间。”

  但是,我们常说的光电效应一般都是作用于金属,在光电效应的解释中,金属中的电子变成了束缚电子,而在电学中,现有理论认为金属良好的导电性,是因为金属中的电子是自由电子,如此不是矛盾?!

  我们常说的康普顿效应一般都是光作用于轻的非金属,为何非金属中的电子又变成了自由电子?

 

总结:爱因斯坦和康普顿的理论解释,随意想象电子的状态(自由与束缚),需要电子什么状态就拿什么状态来说,整个理论到处是补丁还自相矛盾,更严重的是,脱离现实,盲目相信数学,认为要用数学来指导现实。最后电子变成了“幽灵”,想成为什么就能是什么,波粒二象就是脱离现实机制的怪物。

 

 

 

 

光电效应(本文观点)

光也是电磁波,属于环波,所以也会切割周围导体,导体中会有电流产生,这个电流

非常小(就如无线电波切割周围导体一样),我们一般无法测到和感觉到。

但如果我们给导体加上一个和“可见光(发射光)”一样频率的电流,因这种超高频电流和“可见光”的频率相同,所以会发生共振,如果在“可见光”上面加载信息,我们就能接收到光携带的信息,这和收音机调制解调无线电波信息的原理是一样的。

 

当然我们通常说的“光电效应”不可能是光(环波)切割导体而产生的电效应。

 

光电效应是因为“电子”的固有频率和光的频率相接近时,两者发生了共振现象,越接近“电子”的频率,共振现象越剧烈。在可见光中,紫外线的频率最接近“电子”的固有频率,所以越容易发生共振,使电子有足够的能素摆脱原子核的束缚,这就是光电效应。

金属一般都容易导电,金属原子特殊的排列组合方式,使金属中的电子容易摆脱原子核的束缚,金属中电子的自由度大于非金属中的电子。所以光电效应容易发生于金属中,而对于非金属,他们对电子的束缚能力大(涡流力大),即使可见光和非金属中的电子发生共振,电子也很难逃脱原子核的束缚,从而形成电流。

 

(关于光电效应的共振说法,在爱因斯坦年代就有人提出了)

 

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