真空中是否存在物质组成以太不能只从哲学方面考虑,从哲学方面考虑,任何物质都必须有其物质组成结构,如果说以太不存在,那么真空有事什么呢?其实这种考虑方式是正确的,但仅仅是哲学意义上的正确。假设或者说以太是真实存在的,但你必须从客观角度或者某一方面来说明以太自身的特性以及物理性质。以太的概念可以从哲学上来判定,但是以太的物理性质就不能凭空而想了,必须立足于客观事实或客观实验。另外还有一点,假设的基本概念还必须能解决一些实际遇到的困难问题或者理论上不能解决的问题。
所以你对以太的比喻“较长的一段不透明的竹筒比喻一段真空,用相当于竹筒半径大小的玻璃球比喻为光子”是比较形象的。但是说“在描述玻璃球的传播会有两种情况”就不合适了。就是说,是不存在情况(1)的,因为没有以太(玻璃球)就不存在这段真空。也就不存在这种情况。你的这种情况是将经典真空(什么也没有)概念混淆了。
不是我混淆了真空的概念,而是先进理论就是这样认为的,对于(1)中的模型其实就是现在人们对光在真空中传播的认识,认为光子从光源物体表面发出,以光速(30万千米每秒)直线传播。如果(1)是客观事实的话,那么模型(2)就没有存在的必要了。正应为我们不能清除地了解光子在真空中的传播情况,用玻璃球的模型可以发现描述光子的传播情况是存在两种情况的,第一种就如模型(1)所说,也是现今普遍认为的观点。对于模型(2)则是对光的传播的一个崭新的解释与认识,认为光的传播类似于电的传播,尽管电感速度是光速,可电子的速度是非常慢的。同样也能说明在(2)中光子的速度将不是光速,光速只能说是光子的能感速度,就是说子所携带的能量确实是以光速传播的,但是光子本身并没有那么快的速度,而是以极慢的速度传播。这里对以太的假设是光子与以太是不可区分的,说的明白点光子就是以太,以太就是光子,如果考虑单个光子的传播情况地话,可以认为像机械波那么样传播,应为空中的以太仅仅是位移了一个位置,可以忽略。但是如果是连续的光源,再考虑光子的传播情况时就不能认为是机械波的传播情况了,应为以太是连续位移的。
就单面衍射现象,王老师对我所说的描述情况有不妥之处。光在单面墙的情况下不会发生衍射现象,而声音在单面墙的情况下可以发生衍射现象,这里是排除了墙体对声音的传播情况。这个墙体可以认为是不透明且隔音效果极好的墙,即避免了光从墙体中传播,同时也避免了声音在墙体中的传播。这足以说明光子(光波,即光的波动性)与声音波(机械波)是有本质区别的,即光波只能通过狭缝才能发生衍射现象,而声波(机械波)的衍射现象是任意的,没有苛刻的条件。
那么,为什么“光子”能量(频率低)时就不能让电子逸出呢?这是因为,电子的能量与轨道的能量是对应的,当光子将能量释放给电子后,电子的能量就增加与轨道不匹配了,而这个能量又不足以让自己逸出,因此电子必须立刻将这个能量释放出去,以保证自己与轨道的匹配。就是说在下一个光子到达之前电子必须将这个光子的能量释放出去。换言之,电子与光子交换能量的速度基本是以光的速度完成的。然而,如果电子从接受光子到反射出去光子的速度小于光速,那么就是任何频率(任何能量密度)的光子都有可能激发出电子了。
能量与轨道不匹配之说我还是有些陌生,如果说光子所产生的能量与电子对到不匹配,为什么小于某一(临界)频率的光子与电子轨道都不可能匹配呢,而大于某一频率的光子都与电子轨道匹配呢?这里有些说不同,再则怎样算是匹配,怎样算是不匹配呢?难道只能从光电效应是否发生来说明吗?
我在文章中具体说过光的频率与强度的区别,在光电效应中,某一频率的光不能发生光电效应,增加光的强度,不改变光的频率,尽管物体表面会发热(比原先的能量多了)但是也不会发生光电效应。而光子的频率增加,尽管光照的强度很低(物体表面的温度几乎没变),同样也会发生光电效应。
“即单位时间内单位面积所接收的能量只与光的频率有关,不需要时间积累”虽然正确。但是属于“病”句。就是你的前提是“单位时间内”下的概念,就自然是与时间无关的了,那么再说“不需要时间积累”就是多余了。
这是王老师的误解,我在文章中具体说的有两个概念,一个是“单位时间”,另一个是“单位面积”。单位时间与时间的积累并不矛盾,单位时间只是具体的一个时间数量级。应为物体接受能量必须要考虑时间的积累,但是又要避开时间的积累而定量的说明问题,所以这是一个定量的描述问题。我只是形象地解释一下单位时间这个概念,单位时间是一个时间数量级,比如说单位时间是以秒为单位,小于1秒的时间长度就不在讨论范围。如果说单位时间以秒为单位,那么光照在物体表面,在1秒内产生光电效应,那么光电效应的产生就不能说是时间的积累,而是说及时发生的。这里的单位时间不可能像秒那么大的单位了,而是能分辨光照频率的时间单位,如果认为红光频率的一个周期(这是在经典物理中定义的)为单位时间,在单位时间内产生光电效应就不能认为是时间的积累,如果是红光的一百个周期或者更长的时间产生光电效应,那么光电效应的产生就是时间的积累了。
关于光的多普勒效应,我就是用全新的观念进行解释的。多普勒效应确实存在一个很奇怪的现象,具体说来与相对论有几分相同之处。我在解释多普勒效应的时候最大的不足之处就是没有讨论静止系的选取问题,多普勒效应的产生与局部绝对的静止系的选取有关系,这个静止系不是任意选取的。很要的一点就是王老师所说的,超光速。超光速是存在的,但是超光速现象是不存在的,这里最主要就是光是传播的媒介。假设我在太空中,小红以相对于我以0.9c向右运动,小兰相对于我以0.9向左运动,那么我描述小红与小兰的相对速度,肯定会说小红相对于小兰运动的速度是1.8c,这里的速度不就是超光速吗?但是这里的1.8c在相对论中是不存在的,你也不可能寻找到,会出现两钟情况。第一种情况是绝对静止系是不存在的,小红描述小兰的速度是0.9945c,这主要是根据相对论得出的。第二种情况就是存在绝对的静止系,如果我自己是绝对静止的,那么小红就不可能观测到小兰的运动,那么光信号在这种情况下就失效了。
虽然说“接收器在单位时间内接收的光子数将减少(增加)”并没有错,但是,容易让人误解为不同颜色的光是光子数量的不同。
这里我说的就是这个意思,不同颜色的光就是物体表面在单位时间内接受的光子的数目不同导致的。这里与光子的波动性(经典物理)地解释是不一样的。
在我的解释中认为光与电磁波的本质是一样的,凡是光所具备的性质电磁都具有,需要说明的是光与电磁波能量的释放方式不同,这也体现了电磁波传播所具有的有点,严格来讲光也是具备的,但不明显。关于电磁波的解释我暂时我想提及,主要还是认真讨论光的问题。如果涉及到也是可以讨论的。