|
|
楼主 |
发表于 2020-10-2 00:31:29
|
显示全部楼层
质证波粒二象性和双缝实验的证据
—质证狭义相对论的证据(3)
李子 李晓露
摘要 本文证明：因电磁波速度c与电子速度v(v小于c)不相等，所以波、粒是两种物质。电子不可能既是粒子又是波。对量子力学的波粒二象性、光子、光电效应、双缝实验进行质证并作出了新的解释。
关键词 狭义相对论 量子力学 波粒二象性 光子 光电效应 双缝实验
1．前言
由百度百科“波粒二象性”可得：“波粒二象性（wave-particle duality）指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述，也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象：‘好像有时我们必须用一套理论，有时候又必须用另一套理论来描述（这些粒子的行为），有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难，这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实，两种观点单独是无法完全解释光的现象的，但是合在一起便可以。’
波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。
2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。”
但是，这张照片证据充分证明了光子(粒子)有大于0的几何直径。
根据狭义相对论的长度的收缩公式：[1][2][3]
L=L′×二次根号（1-u^2÷ c^2）
将u=c代入该公式可得：光子的直径在地球坐标系同时测量为0。而直径为0的光子不可能有照片。
如果狭义相对论正确，则2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片必然是伪造的假证据。并且，由逻辑学可得：如果2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片真实，则狭义相对论不可能正确。否则，照片是伪造的。
2．狭义相对论光子运动质量的不自洽
由李子、李晓露《质证光电效应》[4]一文可得：
2.1引用公认的公式（原理）
2．2狭义相对论的洛伦兹坐标变换公式[1][2][3]
x′=（x-ut）÷二次根号（1-u^2÷c^2） （1）
y′＝y （2）
z′＝z （3）
t′=（t-ux÷c^2）÷二次根号（1-u^2÷c^2） （4）
其中u为相对运动速度，c为光速。
2．3狭义相对论的相对运动钟慢效应[1][2][3]
t2′-t1′=（t2-t1）÷二次根号（1-u^2÷c^2） （5）
2．4狭义相对论的质速关系公式[1][2][3]
m=m。÷ 二次根号（1-u^2÷c^2） （6）
其中m是相对运动质量，m。是静止质量，u是相对速度，c是光速。
2．5狭义相对论力学的基本方程[[1][2][3]
F=d(mu)/dt （7）
在u《c时，（7）公式近似牛顿第二定律：F= m。a
2．6狭义相对论的质能关系公式[1][2][3]
E=m×c^2 （8）
2．7狭义相对论的“棒长缩短”公式[1][2][3]
L′= L×二次根号（1-u^2÷c^2） （9）
2.8狭义相对论的基本假设[1]
a：不论是相对作均匀运动的两个坐标系中哪一个来说，物理体系状态变化所遵循的定律是不受影响的。
由百度百科“质能方程”可得：“质能方程E=mc2，E表示能量，m代表质量，而c则表示光速。由阿尔伯特?爱因斯坦提出。该方程主要用来解释核变反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出另外一种解释。他将光束描述为一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。对于马克斯?普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式，爱因斯坦给出另一种诠释：频率为v的光子拥有的能量为E；其中，h因子是普朗克常数。爱因斯坦认为，组成光束的每一个量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。假若光子的频率大于某极限频率，则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸，造成光电效应。爱因斯坦的论述解释了为什么光电子的能量只与频率有关，而与辐照度无关。虽然光束的辐照度很微弱，只要频率足够高，必会产生一些高能量光子来促使束缚电子逃逸。尽管光束的辐照度很强劲，假若频率低于极限频率，则仍旧无法给出任何高能量光子来促使束缚电子逃逸。
爱因斯坦的论述极具想像力与说服力，但却遭遇到学术界强烈的抗拒，这是因为它与詹姆斯?麦克斯韦所表述，而且经过严格理论检验、通过精密实验证明的光的波动理论相互矛盾，它无法解释光波的折射性与相干性，更一般而言，它与物理系统的能量“无穷可分性假说”相互矛盾。甚至在实验证实爱因斯坦的光电效应方程正确无误之后，强烈抗拒仍旧延续多年。爱因斯坦的发现开启了的量子物理的大门，爱因斯坦因为“对理论物理学的成就，特别是光电效应定律的发现”荣获1921年诺贝尔物理学奖。”
上面是爱因斯坦用光子能量E=mc2证明了光电效应。
然而，狭义相对论光子运动质量m有2个不自洽的答案，导致既可证光电效应，又可否定光电效应。
2.2 光量子的运动质量
爱因斯坦根据狭义相对论的质能公式(8)推出光子的运动质量为：
m=E/c^2=hv/c^2 (10)
（其中h为普朗克常数，v为光子的频率）
2.3 光量子的静止质量
李子根据狭义相对论相对质量公式（6）和光子的速度u=c，及(10)得到光子的静止质量m。：
m。= m×二次根号（1-c^2÷c^2）
=0 (11)
爱因斯坦也认为光子的静止质量m。为0。
2.4光量子的运动质量的2个互相矛盾的数值
百度百科“夹逼定理”可得：夹逼定理英文原名Sandwich Theorem。也称两边夹定理、夹逼准则、夹挤定理、挟挤定理、三明治定理，是判定极限存在的两个准则之一，是函数极限的定理。
如果数列{Xn},{Yn}及{Zn}满足下列条件：
（1）当n>N0时，其中N0∈N*，有Yn≤Xn≤Zn，
（2）{Yn}、{Zn}有相同的极限a，设-∞B,函数B>C，函数A的极限是X，函数C的极限也是X ，那么函数B的极限就一定是X，这个就是夹逼定理。
在李子、李晓露的《质证光电效应》[4] 一文，应用夹逼定理证明了狭义相对论光量子运动质量的不自洽。
因公式（6）的m是速度u的函数f(u)，即m=f(u)。
设v是一个很小的速度(如v=1米/秒)，数列f(u－v)、f(u)、f(u＋v)在u≥v时，满足f(u－v)≤f(u)≤f(u＋v)。
当u取其极限u→c可得：
limf(c-v)=0,其复数模为0。
limf(c)待定。
lim f(c＋v)=0×(-i)=0,其复数模为0。
因(c-v)0，在万有引力作用下，频率为f的光子必然以加速度a=g做加速运动。由此可得：频率为f的光子不可能以光速c匀速运动。因此，狭义相对论第二基本假设b是假的原理。
并且，由逻辑学推理可得：如果狭义相对论第二基本假设正确，则频率为f的光子不可能有大于0的质量m，质能公式(8)则不可能成立。狭义相对论力学的基本方程(7)也不可能成立。
参考文献
[1] [英]W.G.V.罗瑟著，岳曾元、关德相译，相对论导论，北京：科学出版社，1980年，98—171
[2] 蔡伯濂著，狭义相对论，北京：高等教育出版社，1991，39—64
[3] 南京工学院等七所工科院校，物理学，下册，北京：高等教育出版社，1978年，249—269
[4] 宓正著，爱因斯坦及相对论，北京：科学出版社，1999，59—61
|
|
发表于 2020-10-1 23:22:30
