光子论的光的“波﹑粒”说也不能成立?

如题所述

第1个回答  2016-05-31

光的电磁理论于19世纪末确立后,便成了当时光学中唯一的理论学说。1887年赫兹发现了“光电效应”现象。后经勒纳德等人进一步研究发现,光电效应表现出的规律用光的电磁理论根本无法解释。
1905年爱因斯坦推广了1900年普朗克关于能量量子化的假设,提出了光量子(光子)的概念。他用光子(粒子)说圆满地解释了光电效应现象,爱因斯坦的光子学说后又被1923年发现的康普顿效应、列别捷夫的光压实验等多种实验所证实。光子的概念就这样被人们所接受。
光子的地位确立以后,光的光子学说就和光的电磁理论一样成为一种新的学说——光子说(微粒说)。
到这一时期,光子说和电磁理论同时被人们所接受。光的电磁说和微粒说谁也不能战胜对方,光学理论陷入困境,理论界不得不同时接受“微粒说”和“电磁说”这两种相互对立的学说。光的“波、粒”二象性即“波、粒”说就这样产生了。
但是电磁波和光(粒)子是相互对立、截然不同的两种概念。其属性更是水火不相容的,光既是电磁波又是光子是不可能的。当时的理论界也承认“要把这两种对立的属性统一到同一物体(光)上,一度引起了思想上的某些混乱。” 光的“波、粒”说实在令人难以接受。
1924年,年轻的法国科学家德布罗意在光的“波、粒”二象性的启发下,大胆地提出了微观实物粒子(如电子)也具有波性的假设。这一假设很快被电子衍射实验所验证。后人们发现,实物粒子都具有“波、粒”二象性,不过这种和实物粒子相联系的波称为“物质波”。
实物粒子的“波、粒”二象性被证实后,光的“波、粒”说者便把实物粒子(如电子)的“波、粒”二象性作为光的“波、粒”二象性学说的直接证据。这样,有光的电磁理论和光的微粒说作为理论基础,又有实物粒子的“波、粒”二象性作为光的“波、粒”说的直接证据,光的“波、粒”说看起来是“既有理、又有据”,光的“波、粒”说“理所当然”地成为当代光学的唯一权威理论。
实物粒子的“波、粒”二象性能否用来作为光的“波、粒”说的证据?
实物粒子的“波、粒”二象性被发现后,光的“波、粒”说者便把实物粒子的“波、粒”二象性作为光的“波、粒”二象性理论的直接证据,其实,这样的认识是错误的。因为,光的“波、粒”二象性和电子的“波、粒”二象性虽然表面上看极其相似,但它们却有天地之别,因为二者在本质上是根本不同的。光的“波、粒”二象性的实质是:光是电磁波,具有粒子性。和光相联系的波是电磁波。实物粒子电子的“波、粒”二象性的实质是:实物粒子电子具有波性,和电子相联系的波是波物质。物质波和电磁波是有本质不同的,两种“波、粒”说中的波性是有本质区别的。所以说光的“波、粒”二象性和电子等实物粒子的“波、粒”二象性是有着本质不同的。把实物粒子的“波、粒”二象性作为光的“波、粒”二象性理论的直接证据,就是把电磁波和物质波混为一谈,同等看待。这就等同于用物质波来证明电磁波。电磁波和物质波是截然不同的两种概念。在这里理论家们犯了一个概念不清的错误。所以说,电子等实物粒子的“波、粒”二象性不能用来证明光的“波、粒”说的正确。
恰恰相反,实物粒子的“波、粒”二象性不但不能证明光的“波、粒”说的正确,反而成了光的“微粒”说的强有力的佐证。因为实物粒子如电子、中子等的粒子地位已经被确立。实物粒子“波、粒”二象性的发现,证明了“波、粒”二象性是实物粒子所具有的客观规律。光也具有“波、粒”二象性。所以,光也应是实物粒子—光子。不过,在物质波发现之前,如果说光的本质是光子,光的性质是光子表现出的性质。那么光的波性是如何产生的?难道光(粒)子也具有波动性吗?这和传统观念是相矛盾的,光的微粒说遇到了难以解决的困难。实物粒子“波、粒”二象性的发现恰恰解决了这一难题。实验证明,电子、中子等实物粒子都具有“波、粒”二象性。所以,作为粒子的光子也应当具有“波、粒”二象性。反过来,既然“波、粒”二象性是实物粒子所具有的客观规律,光也具有“波、粒”二象性,光的“波、粒”二象性也应是实物粒子规律性的表现。这样光也自然成为实物,光子就成为实物粒子了。所以说,实物粒子“波、粒”二象性的发现反而成为光的微粒说的强有力佐证。实物粒子“波、粒”二象性的发现进一步证明了光子的粒子地位。
应当指出,上面引用实物粒子“波、粒”二象性和物质波二个概念,一是为了理论过度、便于叙述;二是为了用其之矛以攻其之盾。本人认为,电子、中子、光子等都是实物粒子,不可分割,不是物质波,更不是什么传统波,实物粒子的“波、粒”说不能成立。由于光的电磁理论不能成立,光的“波、粒”说也不能成立。人们知道,实物粒子的“波、粒”说是德布罗意在光的“波、粒”说的前提下假设出来的。既然光的“波、粒”说不能成立,实物粒子的“波、粒”说也就不能成立。令人遗憾的是,实物粒子的“波、粒”说已成为当今的重要理论之一, 并且成为量子力学的重要理论基础。那么,为什么理论界会承认实物粒子的“波、粒”说呢?究其原因,来自人们对光的干涉和衍射现象的错误理解和认识。长期以来,人们一直误认为干涉﹑衍射现象是波才独自具有的特征,根据光的干涉﹑衍射图样往往具有周期性变化,进而得出光也是一种波的错误结论,并且误认为光的干涉﹑衍射现象是由于光与光自身迭加作用的结果。由以上讨论知,光不是波, 光不是以太波,也不是电磁波。本人根据众多的干涉﹑衍射现象得出, 光的干涉﹑衍射现象不是光与光自身迭加作用的结果;而是光与物体边缘相互作用引起的,这一结论已由极弱光(单个光子)的干涉﹑衍射实验所证实。也就是说,光虽然能够产生干涉﹑衍射现象;光的干涉﹑衍射图样也具有周期性变化,但据此就得出光也是一种波的结论是错误的 、不能成立的。
实物粒子的“波、粒”说之所以会被理论界承认,也是因为电子能够产生衍射现象。事实上,德布罗意电子也应具有波性的假设就是在戴维孙、革末、汤姆逊的电子衍射实验成功后才得到理论界认可的。理论界之所以会承认实物粒子的“波、粒”说, 也误认为干涉﹑衍射现象是波才独自具有的特征;认为干涉﹑衍射现象是由于波的迭加作用的结果,即电子与电子自身迭加作用的结果。极弱电子束(单个电子)的干涉﹑衍射实验的成功彻底否定了电子自身迭加的理论, 极弱电子束实验证明单个电子照样能够产生干涉﹑衍射现象。由此可以得出, 虽然电子能够产生干涉﹑衍射现象;电子的干涉﹑衍射图样也具有周期性变化,但电子的干涉﹑衍射现象不是电子与电子自身迭加作用的结果。据此就得出电子也是一种波的结论同样是错误的。所以说,电子是实物粒子,不是波, 实物粒子的“波、粒”说也是不能成立的。
由以上讨论知,光的电磁理论是不能成立的,实物粒子的“波、粒”说也是不能成立的。实物粒子的“波、粒”二象性不能用来证明光的“波、粒”说的正确。所以说,光的“波、粒”说也是不能成立的。

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