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光量子在不同媒介传播质量变化吗?

(2022-08-15 09:23:19)
标签:

理论研究

学术研究

分类: 物理理论

光量子在除真空介质外,其传播速度变慢,光量子从除真空以外的介质传播,再回到真空,其速度又回到光速,说明光量子的能量没有改变,这是客观事实。如何从理论上解释这一客观事实呢?光量子在不同媒介速度改变也是客观事实,光量子速度改变,能量不变,光量子的质量(为了和相对论统一,这里的质量可以理解为光量子光速运功的质量。其实,光量子是存在静止质量的。)是否改变呢?又如何从理论上解释这些客观现实呢?分析、论证、解析如下:

一、假设光量子在不同媒介中传播质量不变

我在上一篇文章《光量子机械能守恒定律》论证、分析:光量子的机械能守恒的本质是:光量子系统的动能和弹性势能可以相互转化,但光量子的机械能总量保持不变。这个规律我们把它叫做光量子机械能守恒定律。其数学描述:mc2/2=mv2/2+kΔλ2/2,其中,m是光量子的质量、v是光量子在除真空之外的速度、c是光量子在真空中的速度、k是介质常数(相当于弹簧的劲度系数,特别指出:在真空中k=0)、Δλ是波长的变化量(即和在真空中波长的差值),kΔλ2/2是光量子在除真空之外的弹性势能,这就是光量子机械能守恒定律。能解析光量子在真空以外的介质传播,速度变慢,光量子的能量哪里去了的问题。即光量子的部分动能转化为光量子的弹性势能。

二、假设光量子在不同媒介中传播质量是变化的

我以光量子为例,讨论量子质量的变化。我们知道,光量子的能量的表达式:E=hγ,其中,h是普朗克恒量,γ是光子的频率。根据爱因斯坦质能方程,光粒子的能量也可以表示为:E=mc^2,这里的m理解为广义相对论质量。我们知道,光子在不同媒介传播,频率γ不会改变,h是普朗克恒量也不会改变。即光子在不同媒介的能量不会改变。假设光子从真空进入到某一媒介的速度v,应该存在光子在真空的能量等于光子在某一媒介中的能量,即存在mc^2=m1v^2这样的等式,因为c大于v,这个等式要想成立,m1必须大于m,即光子速度变慢质量增加。由等式m/m1=v^2/c^2,我们可以得出,光子的质量和速度的平方成反比的结论。我们在计算一下光从真空进入媒介时,质量的增量,Δm=m1-m=m(c^2/v^2)-m=m((c^2/v^2-1)

三、其实,光量子在不同媒介中传播质量在变化、弹性势能也在变化

光量子在不同媒介中传播,传播速度变化,频率不变——这是客观事实,波长肯定会发生变化,波长发生变化,光量子的弹性势能会改变,才能保证光量子的能量保持不变。

众所周知:任何类型的光子都是光速运动的,即任何类型的光子的距离都是确定的

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