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关于光子本质的探索——质疑狭义相对论

(2022-03-16 13:51:54)
分类: 物理理论

光子静质量为零。光速运动时,光子质量不是一个常数,而与光频率有关。根据爱因斯坦质能方程及爱因斯坦光子理论:m=E/c2=h/c2T,其中1/T为频率。当光波长减小时,光频率增大,光子能量增大,质量增大,所以光波长与光子质量成反比。如:红光波长约为7×10-7m,其频率约为4.3×1014s-1,其光子质量约为3.2×10-36kg。光子静质量为0则是因为根据爱因斯坦狭义相对论动质量公式可以得出:光子静质量为0

由于光频率可以很小,所以光子质量可以很小。理论上光频率无上限,所以质量也可以很大。20197月,能量高达449TeV的光子在中国被观测到,故发现光子质量最大为8.0×10-22kg,接近质子、中子质量的10000倍。

按照爱因斯坦狭义相对论,光子的静止质量是零,光子的质量应该由光速决定,众所周知,光子的速度是相等的,那么光子的运动质量也应该是相等的。事实并非如此,由上面的计算我们可以看出光子的运动质量差异非常巨大,红光粒子的质量不是最小的,能量高449TeV的光子质量也不是最大的,两者质量的比值:8.0×10-22kg/3.2×10-36kg =2.5×1014,这样惊人的差异,很难让人信服所有静止的光子质量都相同——都等于零。我们只能认为光子存在静止质量,并且差异很大。我们也不得不承认,光子的质量和光速没有关系,即和直线传播没有关系。那么光子的质量是如何形成的呢?光子的质量和波长存在什么关系呢?

我在科学智慧火花栏目发表的《 关于光量子模型的猜想》这样论述:现代物理学对光量子的理解,它是一种基本粒子,被认为是物质的一种最基本的单元,不再有更小的组成单元。我猜想,光量子是一个环,环的直径就是光量子表现为波动性的波长。这样的环直线运动——即光的传播,体现为光的粒子性。多个光量子相互作用或通过极窄的缝隙,光量子的形状会暂时被改变,运动的光子能发生干涉、衍射现象也是由光量子的结构决定的,光量子环的半径与光量子质量平方的乘积是一个常数(推算参考链接:http://blog.sina.com.cn/s/blog_545d84960102yvzt.html)。即光量子环的半径越小,质量越大,正好与现代科学的实验结果一致——紫光的能量大于红光的能量,这一结论可以类推到所有的电磁波。这个链接还有这个常数的推导过程,其数学表达式:Rm2=Q=8.13×10-80——(1)。其中,R光子的半径、m是光子的质量、Q常数。R就是光传播波长的一半,即光子的直径就是光传播的波长。

我们现在测得电子的质量(元电荷的质量),是通过荷质比(基元电荷的质量为:0.91×10^30kg电子的电荷量与质量的比值,叫做比荷,大小为:1.76×10^11C/kg)测得的。即群电子的方法求出单个元电荷的质量,两个或多个电子之间是相互吸引的,在电子相互作用、运动的环境先测出元电荷的质量,假设电子的相互作用、相互运动状态改变,电子的质量还是0.91×10^30kg吗?我的回答是否定的。元电荷的质量是可变的,只有认为元电荷的质量是可变的,才能认清光子的本质,也才能解决质量的起源问题。光子是相互绕转的元电荷,一个光子是一对绕转的正、负元电荷。

分析表达式(1)光子的质量决定于光子的半径,光子半径决定于——组成光子环相互绕转的正、负元电荷的速度,元电荷的质量也是由元电荷绕转速度决定,同时绕转半径也由元电荷的绕转速度决定,即绕转半径越小、绕转速度越大,元电荷的质量就越大,光子的质量就越大。两个或多个单个的电子也是相互吸引的,即多个电子也是高速运动的,如果电子的运动速度是零,那么电子(负元电荷)的质量也是零,所以说,质量起源于元电荷之间的相互作用、相互之间的曲线运动的。理论推算:两个元电荷绕转的速度和质量之间的比例常数是:k=7.36×10-51,即m=kv匀速直线运动,不论速度多大也不会产生质量的。即光子存在静止质量,并且光子静止质量差异性特别巨大。这样伽马射线暴的光子能量为何如此巨大之谜——得到解决:伽马射线暴光子的静止质量和普通光子的质量相比,伽马射线暴光子的静止质量特别巨大。

附录:速度、质量比例常数的推算

光子就是正、负元电荷相互吸引,相互绕转形成的。静止的元电荷本身没有质量,元电荷相互绕转,形成质量,这就是质量的起源,并且直线传播不形成质量。元电荷的质量和相互绕转的速度成正比,也就是说,元电荷的质量是可变的。按照现有理论数据,我们用红光粒子研究微观世界元电荷的变化规律。我们推算一下光粒子的运动质量。根据爱因斯坦质能方程:一个红光粒子E=mc2,其中,m光粒子运动的质量,因为一个红光粒子E=hγ。可见光的频率约4.6×1014, 可见光的波长约6.5×10-7,所以光粒子环的半径(红光波长的一半)R=3.25×10-7m=kv及红光粒子的频率代入等式mc2= hγ得:kv c2= hγ=3.05×10-19焦耳。变化表达式(1)得:vk c2=hγ,普朗克常数是光速的平方和质量变化常数的乘积。我们可以看出,v的数值等于光子的频率,k=h/c2。我们代入红光粒子的数值:可见光的频率约4.6×1014, 可见光的波长约6.5×10-7,则绕转半径R=3.25×10-7,红光粒子的绕转速度4.6×1014/秒,我们可以求出k=h/c2=6.62×10-34/(3×108)2=7.36×10-51

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