千虑一得之奇想录


11.2.2再议中微子
在上一章《能量之源》中,我们假设:“中微子”特指质量微小,大都以较高的速度(接近光速)运行,充满整个宇宙空间的粒子。中微子或许就是光的载体,中微子的振动频率就是光的频率。宇宙中形形色色、大大小小的各种运动,都是中微子参与的结果。
我们在《10.10.2.4中微子数量存在着现实与理论之间的矛盾》分析道:……上文我们假设中微子就是造成空气分子呈现布朗运动的主要因素。从理论上来看,空气分子不是最微小的粒子,那么,其长期悬浮在空气中,必然有一定的“支撑”因素。除了自身与自身、自身与地面的碰撞、反弹外,存在更微小的粒子对其进行无规则的碰撞,才能保证空气分子产生压力、压强的各向同性。否则,空气分子应该在一定的外力作用下做定向流动,比如向下运动聚集到地表。
从理论上,中微子支撑一定数量的空气分子(不是全部的空气分子)在空中悬浮的这种可能是存在。要达到这样的目的,中微子的数量与空气分子的数量之比应该是巨大的,就像水分子与花粉颗粒之比,应该是多少亿亿比一吧,只有巨量的中微子的动能才能支撑起一个空气分子。
现实中,科学家们推断:宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米100个。也就是说每立方米1.0*10的6次方个中微子。而一立方米内,空气分子的个数是约3.0*10的25次方个。显然,这说明中微子的数量少于空气分子的数量,而且是远远小于空气分子的数量。就好像在足球场上堆满苹果,然后,向苹果堆中扔进一粒小米,说,“看,是小米支撑起苹果”?!显然,这个数据不支持中微子是造成空气分子做布朗运动的假设。
那么,我们的假设是错误的吗?
假如中微子数量大约为每立方厘米100个这个数据是正确的,那么,在充满空气分子的空中,沧海一黍的中微子是不可能产生更大的压力,在亿万个空气分子间隙中曲折流动的单个中微子,也不可能有机会产生宏观的定向流动,即磁场的形成假设也是错误的;还有,光能够传播也不成立,因为面对重重的空气分子的阻拦,中微子根本不可能无损穿过,具有一定频率的大量中微子根本不可能大部分穿过空气分子,光直接就寸步难行、无法传播!
那么,有没有可能这个数据是错误的。因为中微子是在太渺小了,我们目前的观测设备不能准确测量它呢?……
或许,我们现在首要任务是确定单位体积内中微子的数量。如果其数值是巨大的,符合预期,那么,我们假设中微子的理论就可以继续发展下去,否则,有关中微子的假设则没有立足的基础了。
在没有进一步的试验数据证明中微子的数量很少之前,不影响我们继续前进。我们可以继续沿着这个方向、思路,接着分析、回顾中微子的有关特点。那么,中微子有何特点呢?

楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-22 20:19:16 +0800 CST  
11.2.2.1探讨:从惯性力的角度来分析:弹性碰撞结果的必然性




相同的粒子在进行弹性碰撞后,速度(包括方向和大小)互换,这个结果似乎很难理解。那么,其中蕴含着怎样的道理呢?
下面,我们试着从惯性力的角度来分析一下其中的必然性。
根据动量公式Ft=mv,我们可以推导得出惯性力的公式。
因为Ft=mv
所以运动物体变为静止,受到的力F=mv/t= mvv/vt=E/vt=E/L
其中,E为物体的动能;L为被作用距离,即作用在该物体的力,使该物体的动能减少。这个力的起作用的过程中,该物体运行的距离。
外力F作用在物体上,使得物体的动量变化从mv变为0。同样,在这段时间内,物体对外也产生一个反作用力,其大小也为F,方向相反。那么,运动物体本身具有的、能够对外作用的、潜在的力,我们称之为惯性力。运动物体潜在的惯性力大小为:F= E/L
这个公式的含义为:物体具有的惯性力与物体的动能成正比,与物体的被作用距离成反比。可见,物体的动能越大,其惯性力越大;把物体变为静止,越短的作用距离,需要的力越大。




从上图中可以看出,弹性碰撞的本质:两个粒子进行惯性力的互换。
在碰撞作用下的移动距离相同的情况下(作用移动距离很小,都接近为零),惯性力直接由动能决定,这样,惯性力也决定着粒子的速度。所以,弹性碰撞,两个粒子可以得到对方的惯性力,也就得到了对方的速度。
在这个公式中,其能量仅仅考虑了物体的动能,那么,物体的振动能量是否也具有惯性力呢?振动能量是否能够增大物体的惯性力呢?


从上图的分析中可以看出,带有微弱振动能量的中微子在进行碰撞时,除了动能会产生惯性力,振动能量也能够产生弱小的惯性力。在这两个力的共同作用下,被撞击的中微子会沿着振动能量形成的惯性力的方向轻微偏转。其后果是碰撞后的中微子运动方向和大小将不符合弹性碰撞的理论计算值,其现象就是中微子(光)在传播的过程中,中微子(光)的传播将呈轻微发散状。
我们在日常生活中,常常遇到光的散射现象。目前的科学理论解释为飘在空气中的灰尘等对光进行多方向的反射。或许,从振动能量形成的惯性力这个角度来看,除了障碍物对中微子的反射作用,中微子自身也具备分散的潜质,光在传播过程中的发散性是必然的。那么,在怎样的条件下,我们才能清楚的看清光的发散本质呢?小孔衍射、单缝干涉等试验,是不是验证了光的发散本质呢?(后面再谈)
另外,在没有灰尘等障碍物阻拦的情况下,比如在真空中,一束光,是否会发生散射现象呢?
我们怎样通过实验进一步验证这些问题呢?
楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-23 18:51:59 +0800 CST  
第二张图


楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-23 18:57:10 +0800 CST  
@环球生活志 2018-12-23 18:52:14
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楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-23 18:59:52 +0800 CST  

11.2.2.2猜测:中微子弹性碰撞所具备的特性

中微子的运动特点,最主要的就是弹性碰撞。
弹性碰撞前后,总动量、总能量保持不变。在这种情况下,碰撞的两个粒子进行速度的交换(包括大小和方向)成为必然的选择。这种碰撞方式,带来的结果主要有以下几个方面:
1)易被拦截性和传播方向不变性。只要发生碰撞,原来的中微子就会失去自身的速度与方向,获得被碰撞的中微子的速度与方向。也就是说,该中微子的运动很容易变向,即很容易被拦截。这也说明其它恒星发出来的中微子,要想进入到太阳系,需要克服多少层层的阻力啊,或许,我们所看到的所谓外恒星的光,从根本上来说都是太阳系内的中微子,只不过这些中微子传递了外来的振动能量。
当大量中微子一同前进时,虽然一部分的中微子被拦截变向,但是还会有一小部分中微子由于本身具备的能量较大,经过非弹性碰撞后不易改变方向,会继续保持原来的方向和速度,再加上参与拦截的中微子近似弹性碰撞后获得原来中微子的速度与方向,同时,也获得一部分振动能量,这些中微子可以携带着一部分振动能量继续沿着原来的方向前进,一直运行到碰到其它大型物体造成被反射、被吸收为止。这就是光的传播方向不变性。在这个过程中,光能够表现出沿直线一直向前运行的特性,但是,最终到达目的地的中微子绝大部分并不是最初的中微子,中途已经碰撞互换过无数次,并且携带的振动能量越来越弱,即光的亮度越来越弱。
2)低速空间具有吸能的特性。我们可以这样理解:在弹性碰撞过程中,进出某一系统(或者空间)前后,外来的中微子的速度不变,没有损失,似乎系统内中微子并没有得到能量。但是仔细分析,系统内的参与碰撞的中微子还是有一段时间得到了速度。这个过程时间很短,这些中微子在很短的时间内获得光速,然后再失去光速。从平均速度来看,在这段时间年内,其平均速度已经不是0了,即在一定的时间内获得了额外的动能。亿万个外来中微子对系统内的接近“0”速中微子团进行碰撞,一定会在很短的时间内把系统内所有的中微子给搅动起来。这样,从宏观的角度来看,低速系统就能够获得动能。其压强增大,具备向外扩张的能力。
3)单位体积内的各向同性的中微子单方向受外来高速撞击时,数量不变,动能增加,其空间整体平移。表现出半封闭型。
相对平衡的某系统空间,在遇到某一方向的外来的高速中微子的冲击下,其数量基本不变,能够获得外来的动能,使得压强增大,体积扩张。因为外来的中微子在遇到空间的外层接近静止的中微子时,一经碰撞,外来的中微子通过速度的交换速度接近静止,而空间外层的中微子得到向内的速度继续向空间内传播,直至遇到空间另一侧接近静止的中微子,再次碰撞后,其速度接近静止,此外层的中微子则获得高速,继续前进,从而离开了该空间。从总体构成来看,碰撞前后,该空间的中微子数量不变。但碰撞后,该平衡空间的中微子在某段时间内会获得外来中微子的高速,在这段时间内,其平均速度增加,压强会随着系统内中微子的速度改变而发生改变,其位置也会沿外来中微子的运动方向发生平移。
4)对向受撞击时,数量增加,动能加倍增加,其在原空间位置处就地膨胀。表现出双向的封闭性。如果全方位对向流入,则表现出该空间整体封闭性。
相对平衡的空间,左右两侧均受到中微子撞击时。一部分外来中微子未受到阻拦,可以长驱直入,造成该区域内中微子数量增加、平均动能增加;还有一部分外来中微子撞击到空间内中微子,空间内中微子遇到外来的高速中微子的冲击下,不能从另一侧逃离。当它到达另一侧时,会与另一侧反方向外来的中微子的碰撞后,再次回到该区域。这相当于,对向中微子流入起到一个封闭的作用。结果必然是外来中微子不断从相对的两个方向向该空间的中微子传递动能,造成空间内中微子动能增加量相对翻倍。该区域因中微子动能增加而形成高压区,体积在原地向四周扩张。就像原子弹爆炸一样。一直膨胀到压强与外来高速中微子具备的压强相同。道理如下图。




5)存在低速中微子的可能。虽然大部分空间内的中微子听风就是雨,永远处于高速运动状态,但是,就像在山洞里,在高墙下能够避风一样,在某些原子与原子间,或者中子与中子间的缝隙中,存在一定程度的“密封性”,允许中微子长期停留。这些中微子的速度在原子间吸力等作用下可能逐步降低,间距逐步缩小,可以经过长时间的沉积,可能存在很多低速甚至零速中微子拥抱成团。而大量的低速中微子具备巨大的吸热潜能,一旦释放到空间,可以在很短的时间内通过碰撞交换获得动能,压强增大,向外扩散,与空气摩擦,推动空气分子速度增加,温度上升。或许,这就是核裂变、核聚变释放巨大的热能的原因。
所谓通过高速粒子的碰撞,能够产生天量的、无中生有的能量的想法,似乎太一厢情愿了吧。没有任何能量能够静静的储存,只有静止的中微子,具有吸能特性,能够在很短的时间从周边中微子身上,通过弹性碰撞获得大量动能,表现出具有、释放大量能量的现象。其实,这些能量都是从刚刚从周边获得的。
可见,永不停止地寻找那些躲藏在坑坑洼洼里的低速中微子,是我们寻求能量的方向。那种寻宝式想找到宝藏从而一劳永逸的解决能量需求的想法,从根本上就是错误的。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-24 18:41:38 +0800 CST  

11.2.2.3猜测:具有振动频率的中微子的进行碰撞的原则---振动能量平均分配
中微子具有高速,本身具备一定的动能;同时,中微子在与其它物质比如空气分子、原子等等碰撞时,产生一定频率的振动,也是不可避免的。空气分子振动频率的高低,通过听觉系统的一系列传递、放大作用,我们能够听到、分清尖锐的高频声音与低沉的低频声音。那么,中微子的振动频率,我们如何区分呢?或许,通过视觉系统的传导与放大,我们能够在大脑中形成一个个光点,这些光点组成了物质的轮廓,使我们看到物质的形状;而中微子不同的振动频率,也能够引起不同“功能器官”的共振,使我们产生不同颜色的视觉。
中微子的动能与振动能量都属于中微子本身具备的能量。在弹性碰撞时,碰撞前后动能不变,不产生振动能量,碰撞后速度变化取决于碰撞前各自的速度与质量,如果质量相同,则会出现速度互换的结果。在非弹性碰撞时,一部分动能转换为振动能量,总能量守恒。那么,它们之间的振动能量如何分配呢?
猜测:撞击前两个中微子存在动能以及振动能量差异,因此,它们各自的惯性力不同。撞击后,进行惯性力的互换,中微子获得对方的惯性力,即对方的动能。撞击的同时,振动能量形成的惯性力也同样进行传递。由于每个中微子的振动能量具有周期性,因此,碰撞后中微子彼此交换的振动惯性力也是周期变化,包括方向和大小。这意味着,每次碰撞后,中微子进行互换的惯性力都不相同。但是,从数据统计的结果分析,平均来看,我们可以近似认为,每次碰撞后,中微子的振动能量应该平均分配。
由此,我们可以继续推理:
1)一定频率、振幅的中微子与另一个无振动频率的中微子碰撞后,振动能量相同,均为有振动能量的中微子的振动能量的一半。两个中微子都具有同样的振动频率(该振动频率或许是原来的振动频率,或者比原来的振动频率要少一点点),振幅都为原振幅的√2/2,即原振幅的0.707倍。因为中微子的振动可以看成简谐振动,其振动能量与振幅的平方成正比。这可以解释光传播距离有限的问题。因为每次与无振幅的中微子碰撞后,振动能量要减半。
2)同频的两个中微子弹性碰撞后,振动能量相同,都为总振动能量的一半。其振动频率不变,振幅相同。这就是光的振动能量可叠加性。可以解释光为何能够向远处传播的问题。因为,在叠加作用下,经多次叠加后,再远的中微子振动能量也会逐渐增大,达到视觉系统能够识别的地步。
3)两个不同振幅、不同频中微子弹性碰撞后,两个中微子振动能量相同,都为总振动能量的一半。振动频率趋向相同,振幅趋向相同。
使用这条推理,我们可以解释光会消失的道理:光在无振幅的中微子间在传递振动能量的过程中,每碰撞一次,振动能量减半,振幅减为原振幅的0.707倍。经过短时间无数的碰撞,其振动能量、振幅会迅速缩减,直至振动能量、振幅缩减到一定程度,引不起我们的视觉系统的共振,我们就看不到“光”了。这或许就是光在充满无振幅中微子的黑暗中传播距离有限的原因。另外,中微子与其它物质进行碰撞,比如土壤、空气分子、尘埃颗粒、小水滴、冰晶等等,也会把振动能量传递出去,造成自身的振动能量减少。这是中微子振动能量最大的损失方向。
强光具有较高的振幅和能量,可以在前进的途中碰撞更多次后,振幅、能量才衰减至不可见。所以,同种性质的强光可以传播的更远。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-25 19:46:58 +0800 CST  


11.2.2.4猜测:中微子有超过光速的可能
我们假设中微子或许就是光的载体,中微子的振动频率就是光的频率。我们知道物体的振动也具备能量,这个振动能量的来源主要来自物体的动能。在弹性碰撞时,物体不发生形变,因此没有能量损失,也不会产生振动。宇宙间真正的弹性碰撞或许不存在,只有近似、非常接近弹性碰撞的,比如宏观的刚性小球、微观的空气分子,他们碰撞后,动能、动量接近守衡。我们近似的认为这就是弹性碰撞。
中微子具备振动能量,或许,说明中微子在碰撞时,有一部分动能转换为振动能量。碰撞后,中微子能以光速运行,那么,碰撞前的速度应该大于光速。
或许,在太阳表面,经碰撞后,产生大量大于光速、同时具有振动能量的中微子。这些中微子与周边无振动能量的中微子碰撞后,通过能量交换,它们都具备光速和振动能量(高速中微子经过碰撞后,其中一部分动能转换为振动能量,剩余的速度为光速)。然后,所有的这些光速中微子携带着振动能量奔向茫茫的宇宙,形成了我们看到的光。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-25 19:48:05 +0800 CST  

11.2.2.5中微子的动态的平衡
中微子最大的特点:在浩瀚的宇宙间处处存在,并保持一种动态的平衡。
这种平衡并不代表着中微子处处保持均匀的密度和恒定的速度。就像空气总体保持一种动态的压强平衡,但是,各地的空气密度、速度都不相同。在赤道附近,空气运行速度快,气温高,产生的压强大,必然要向周边扩散;在南北极,空气运行速度慢,气温低,产生的压强小,必然会形成空气的聚集(即在南北极空气聚集数量大于正常大气循环时从南北极流出的空气数量)。随着时间的推移,南北极的空气数量一旦聚集到一定的程度,其压强必然增大,就会向赤道方向扩散的趋势。这些低速的空气分子意味着低温,这就是为什么北半球一年有一次寒冷的西北风劲吹的冬季的主要原因。
中微子在宇宙间的分布规律也是如此。在空气中、在水中,在各媒质中以及分子间、原子间,数量各不相同,速度各不相同,但是,各处产生的压强却基本相同,这是一种动态的平衡状态。一旦外界影响打破平衡,有了压差,就会自动形成定向流入,直到重新恢复平衡。
我们从理论上计算一下分子间中微子往返碰撞产生压强的公式。
考虑到每个中微子在两个分子间来回碰撞产生压强,我们假设分子间的间距为L,则其撞击频率f=1/T=1/(2L/v)=v/2L,则单位时间内,中微子产生的压强:
P=n*f*K*m*v*v
= n*( v /2L)*K*m*v*v
= n*K*m*v*v*v/2L
可见,中微子产生的压强与参与碰撞的分子间的距离呈反比,与中微子的数量、速度的三次方成正比。影响中微子压强的主要因素是中微子的数量、速度和参与碰撞分子的间距。
在任何区域,只要没有中微子的定向流动,或许都可以看成是一个稳定的密封体。大到整个宇宙、银河系、太阳系、地球,小到原子间甚至中子间的空隙。
比如,地球就是一个相对稳定的“密封体”。地球内,是一个充满空气的空间,以空气、中微子产生的压强为主;地球外,是一个充满中微子的外太空,以中微子产生的压强为主。这两个压强保持平衡,这使得地球的大气层不会持续向外扩散,直至消失。太阳也是一个“密封体”,否则的话,剧烈反应、高温、高压的太阳大气层早就应该扩散到太空中了。
每时每刻,太阳都在向地球辐射大量的中微子。单向进入地球的中微子会造成地球大气压的持续上升,直至大气层变得稀薄。但是,现实中,地球大气层会保持在一个基本固定的平衡状态。这说明地球这个庞然大物,内部存在一定的通道,就像磁场中的运动导体能形成电流一样,这个通道会“泄洪”一部分中微子。中微子在地球内部的定向流动,形成了地球磁场。中微子流流动方向,从地球磁极的南极(地理北极附近)流入,从北极流出(见地球磁场的形成)。
夏天,随着北半球光照时间的增加,更多的中微子进入地球空间,必然从整体上提高中微子的运行速度,更高速度、更多数量的中微子能够使得空气分子产生更高的压强。这些高速中微子、空气分子撞击到我们的身体,引起我们体内细胞的中微子的速度提高,我们就感到了气温升高。或许,这就是地球上冬天寒冷、夏天炎热的原因吧。
再比如,所有的火、火苗,包括蜡烛的火苗也是一个相对平衡的“密封体”。火苗之所以分层,就是因为火苗分为3个不同气体组成的“密封体”,从内到外,主要成分依次是CO2、H2O、C层。因为灯芯释放出来的低速中微子,在得到外围中微子的动能后,向外扩张,与这些分子进行碰撞,而分子量小的分子(未完全燃烧的C)碰撞后得到的速度高(动能大,意味着火焰的外焰温度高),其扩展空间就大,就在最外层;分子量大的分子(CO2)碰撞后得到的速度低(动能大,意味着火焰的内焰温度低),其扩展空间就小,就在最内层。在这个平衡体内,中微子具有振动频率、振幅,我们能够产生视觉。在这个平衡体外,中微子只要经过多次碰撞,振幅就会减弱到不能引起视觉,我们就看不到火苗了。并且,这个平衡体维持平衡状态的能力较弱,一旦火苗不再产生新的中微子,该火苗区域就失去持续扩散的动力,就会马上被外界大气所压迫、融合到一体。我们就看到火苗熄灭。
再比如,水银温度计也是一个密封体。空气分子的动能增加,即气温升高,不可避免的带动空气分子间的中微子的动能、振动能量增加,这些高速中微子进入温度计中的水银分子间,会根据能量(包括振动能量和动能)的大小,撑开水银分子,把水银分子的体积扩大,即水银柱高度就会变高,显示的温度读数就大。
同样,水中存在大量的中微子,这些中微子具备一定的速度,这些中微子能够产生一定的压强,水表面的水分子在水内的压强、大气压强以及表面张力、重力等作用下,保持着动态平衡状态。水中的中微子与空气中的中微子也保持这动态的平衡,虽然空气中的中微子速度高,但是,水中可能存在大量的中微子,一部分被束缚住,一部分在吸力的作用下速度变低,仅仅一小部分参与碰撞,水中这些中微子整体产生的压强与空气中的中微子产生的压强相同,从而保持中微子在水中与空气中的一种动态平衡。
或许,正是由于这种动态平衡状态,才使得水中的中微子的速度不能超过光速的80%。在水分子的吸力、水分子的间距一点的情况下,水中的中微子,仅仅用空气中中微子数量的6%,光速的80%(详见《10.6.3.1探讨:水中参与碰撞的中微子数量是空气中参与碰撞的中微子的6%》)参与碰撞,就可以产生足够的压强,使得水内和水外即空气中的中微子连成一片,和睦相处,表现出均衡的各向同性。如果水中中微子继续从空气中吸收动能,速度大于光速的80%,那么,这部分高速中微子就会形成高压冲破水链进入空气中,也就是说,水中留不住高速中微子,只能长期保留光速的80%的中微子存在。当水中的中微子通过碰撞交换,得到一定频率的振幅,并以80%光速运行时,我们就会发现,光在水中的速度只是真空中速度的80%。这就是为什么光经过不同的物体,其运行速度会发生变化的原因吧。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-26 19:51:10 +0800 CST  

11.2.2.6中微子的运动分布状态
中微子速度奇高而质量极其微小,这个特点决定了中微子无处不在。其主要有以下几种表现形式:
1)中微子的各向同性
在一定的局部范围内,中微子处于各向同性状态。从表现形式来看,四面八方的中微子均匀的向某一点运动,经过这一点后,中微子继续均匀的向四面八方运动。在地球大气层中,我们看到光源均匀的向四周照射,说明此时此地,该区域就是一个相对均衡系统,中微子呈各向同性。
2)在一定的局部空间内,大量中微子在空间内定向流动。定向流动的中微子会产生漩涡,就像大海中的潜流一样,漩涡中央能够形成低压区。周边的中微子会向低压区流动,从而推动处于中微子流的物体向低压区移动,就像水流拖着树叶流动一样,这就是磁力。
我们知道,大海中存在潜流。有潜流的地方,水流不再呈各向同性式的均衡流动,对四周的压强也不再均衡。而是顺着潜流的方向,围绕着潜流四周形成漩涡,其漩涡方向大体这样判断:由于地球逆时针自转的原因,在北半球,一般形成逆时针方向的漩涡;在南半球,一般形成顺时针方向的漩涡。(具体过程见后面)
产生漩涡后,由于漩涡中央的水快速流走,根据流体力学原理,其对四周的压强将变低。这就造成潜流中央的水流对外、对周边物体的压力减少,与四周的水压形成压差,(这就是浮在潜流上方的潜艇会快速下沉的原因),而潜流四周的水在压差的作用下,涌向漩涡中央。一旦到达漩涡中央,这些水会迅速向前流走,对四周依然不能形成压力。这样,漩涡中央时刻保持一个压强较低的状态,与四周的水一直保持一个固定的压差值,四周的水将源源不断涌向压强低漩涡中央。
就像浩瀚的大海中的潜流一样,中微子的定向流动也能形成漩涡磁场,漩涡中心也会出现低压区,周边的中微子也会向漩涡中央移动。这也是导致磁力相互吸引的直接原因。
3)大量均衡空间的中微子交换、传递动能时,总体表现出波动性。在均衡空间,中微子之间的间距很小。这些中微子不停的在各个方向沿直线方向运动,在任何一个方向上运行时,中微子运行距离只是与其它中微子之间的间距,然后与其它中微子碰撞。被碰撞的中微子将其速度与方向继续向前传递。这样,一方面各区域内的中微子运动状态相对稳定,另一方面,通过弹性碰撞,能够准确的把外来撞击形成的速度(包括方向)迅速在各个方向沿直线方向传递出去,就像水波一样,把石头入水激起的水波传递到很远的地方。不同的是,中微子的传递效果特别好,由于传递时无能量、动量损失,中微子能够把外来的速度传递到很远很远的地方。
可见,我们看到所谓的光线,并不是携带高频振动的中微子一路前行,从始点运行到终点,而是无数个中微子运行的线段组成的。正是由于无数的中微子接力传递,才让我们看到了所谓的光的波动。
如此分析,所谓遥远的星系向地球方向传过来的光,只是经过层层接力传递过来一定频率的振幅,并不是真正的遥远星系来的中微子,或许我们从来没接触到外来星系的中微子。就像发生海啸,掀起的滔天巨浪只是近海的海水,发生地震的大洋深处的海水还在原地没动呢!
4)在狭小的空间内,存在低速中微子。在低速状态下,中微子或许能够聚集到一起,形成紧密的中微子团。受到能量撞击激发后,中微子团会释放出来,或许,这就是“电子”。电子被其他粒子等碰撞后,或许会失去部分中微子,形成残缺的中微子团,这些中微子团具有吸引中微子的能力,或许,这就是正电子。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-27 19:37:53 +0800 CST  


11.2.2.7从惯性力的角度来分析:光的散射、红移现象的本质
我们在前文假设,粒子的振动能量和动能之和的大小代表着粒子的惯性力的大小。那么,振动频率高的紫光,具有的振动能量就大,其代表的惯性力也大。
在正常情况下,任意区域内以光速运行的众多的中微子呈各向同性,可以向四面八方随意运行。当光从一侧照射过来时,该区域内的中微子进入弹性碰撞猛烈的时期,迅速地把光传递到出去。可以想象一下其过程,大量中微子的做着类似摆渡的动作,通过各区域的中微子的连续的传递,迅速的把光继续传播下去。
在传播的过程中,中微子的运输秩序能够保持通畅吗?这些中微子会发生横向间的碰撞吗?发生横向间的碰撞,会出现什么结果呢?
我们假设所有中微子的振动方向都与运行方向垂直,那么,中微子横向的惯性力与其振动能量成正比,即与中微子的振动频率成正比。在可见光的范围内,紫光具有的横向惯性力最大,红光具有的横向惯性力最小。
假设,在一定的条件下,各色光发生横向碰撞,那么,很明显,红光将被挤到最边缘,而紫光基本保持位置不变,我们就能看到从外到内,光的颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,这个结果与光的色散现象一致。
或许,我们可以推测:光的色散现象也是各种光由于受到不同的力而产生了不同的位移现象。(下面再谈)
按照这个思路继续推理,我们可以得出结论:红光可以传播的更远。
如果从惯性力的角度来看,各色光在一定的条件下相互碰撞时,红光会产生更大的横向位移,产生更大的偏转角度。这意味着红光的传播面积更大,产生的偏转角度也大,能够从障碍物旁边越过,从而能够传播的更远;而紫光,相对来说,基本不发生横向位移,只要前进的直线路途中存在一个障碍物,就能够把紫光挡住。因而,紫光更容易半路被拦截,其传播距离比红光要近很多。这是一个很正常的推理结果。
我们知道,宇宙中充满大量的尘埃、颗粒,有的恒星、行星、卫星还存在厚厚的大气层,这些物质对于中微子来说,那都是庞然大物。中微子要继续前进,要么与之碰撞,铩羽而归;要么从其缝隙中穿过,产生拥挤的场面。大部分光,在穿越各种缝隙时,不可避免造成拥挤现象,各色光之间就会产生横向碰撞。碰撞的结果就是,越过障碍物后,损失了一部分红光,但其余红光的传播面积将越来越大。
虽然浩瀚的宇宙空间存在着无数的障碍物,阻挡了高频振动的紫光,但是,红光在经过缝隙后,传播面积大增,一部分红光遇到障碍物不再继续前进,其余部分仍然可以继续传播。虽然经过多次改变方向,丢失很多中微子(光),最终,还是有一部分中微子(红光)能够到达目的地。按照概率来说,或许,在一个平面内传播来计算,应该至少为1/360吧。而紫光,由于碰到障碍物不能及时改变方向,只能一头撞到障碍物上,粉身碎骨,不复存在。面对途中密密麻麻的障碍物,紫光是不可能穿过去的,也就是说,经过长距离的传播,最终能够到达的只有红光,而且距离我们越远,看到的光的频率一定越低。
这就是科学家观察到的现象。他们的解释是,距离我们越远的恒星,正以越快的速度远离我们,是谓红移现象,甚至更遥远的星系,其整个星系会以超过光速的速度远离我们。
这显然十分荒谬,首先其推理的基础是错误的,到达的光频率越低,或许,代表着发光体距离我们越远,但是不代表其运动状态,更不代表其在远离我们。其二,推理超出可能的范围。整个宇宙不可能存在这么大的速度差异!整个星系都超光速,那么,其能量是如何集中到这个星系的?动能只会通过碰撞后越来越平均,不可能越来越集中。
可以想象一下,不同中微子存在着自身的特异性,有的振动能量高,有的振幅大,有的振动频率高,有的运行速度高,它们的惯性力也不尽相同,这些差异我们肉眼无法区别,通过三棱镜、狭缝、小孔的“筛选”与“放大”作用,让我们看到了这些惯性力不同而形成的后果,或许,这就是光的色散、光的衍射、干涉现象最直接的作用吧,让我们看清了中微子之间存在的差异。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-28 20:09:45 +0800 CST  

11.2.2.8从惯性力的角度来分析:朝霞与晚霞证明了红光的横向惯性力最小
上文我们假设各色光都有横向惯性力,并且得出红光的横向惯性力最小,因而发生碰撞时,红光往往被挤到最外边。那么,这个结论是否准确呢?是否有实例来证明呢?
我们认为:朝霞与晚霞可以证明红光的横向惯性力最小。
在早上或者傍晚,阳光从地平线以接近水平方向射入地球大气层,此时,我们看到了火红的火烧云,这就是朝霞与晚霞。
按照波动说,认为红光的波长大,可以绕过障碍物,所以可以传播的更远。似乎也有道理。但是,根据这个推理,大部分的红色光、橙色光等低频光可以越过大部分障碍物,可以透过云层照射到地球,那么,我们从地球表面上看到的太空中有各种各样颜色的云彩。云彩的颜色变化规律随云层的厚度而变化。应该是:一开始薄薄的云彩呈白色;随着云层厚度的增加,紫光等高频光被拦截,我们应该看到云朵逐渐从白色变成红色,最后云朵才能变为不透光的黑色。我们应该经常看到有厚厚的红云,不太厚的蓝色云朵在太空中飘荡。但是,可惜,我们一直未发现这个自然现象。显然,波动说不能完美的解释这个问题。
如果我们从惯性力的角度来分析朝霞与晚霞,那么,可以很容易的得出结论:在早上或者傍晚,光线在水平方向与地平线平行,横向穿越数百甚至数千公里的大气层时,相当于穿越了无数的空气分子间的缝隙,红光的传播面积被扩大地很大,其偏转的角度甚至接近90度。这样,我们站在地球表面,可以很容易看到从高空云端的缝隙中大角度射到地球的红光。而紫光等高频光,在大气层外侧就开始被拦截、反射,不能深入到大气层内部。这样,红光在进入我们视觉的各种色光的比例中,占很高的比例,在其它各色光混合成白光外,还剩余大量的红色光。所以,我们在地球表面,只能看到红光,看到被红光浸染的朝霞与晚霞。
在白天别的时间里,太阳直接照射在薄薄的云层上,没经过大范围、长距离的传播,所以,各种色光在云层中的扩散范围不大,偏转角度变化也不大,它们基本保持同步,同进同退,因此,云层只会出现白云(透光)、乌云(不透光)两种情况,不会出现单色光的云彩。如果按照波动说,只有有云朵的存在,就有紫光等被拦截,云朵的颜色应该随厚度发生变化的,在出现黑色的云朵前,云朵应该出现其它颜色,比如蓝色(透过部分光)。
或许,朝霞与晚霞可以从这样的一个角度来解释,它可以作为光具备惯性力的证明,而且红光的惯性力最小。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-29 19:48:43 +0800 CST  
11.2.3光的传播



下面,我们试着猜测、探讨一下光的传播过程。


11.2.3.1猜测:光的传播详细过程
根据《11.2.2.3猜测:具有振动频率的中微子的进行碰撞的原则---振动能量平均分配》的猜测,我们推断:同频中微子弹性碰撞后,其振动频率不变,振幅平均分配。
按照这个思路,我们分析一下光的传播过程。
假设我们的视觉系统最低分辨振动能量为1,假设太阳光的振动能量为1000。这样,由于每次碰撞后振动能量减半,太阳光约经过10次碰撞,振动能量将降为1,我们正好还可以“看到”,再继续碰撞下去,我们的视觉系统就不能识别了。中微子在空间中大量存在,其分布密集程度要比空气分子每立方米3.0*10(25)次方个还要多,在短短的1厘米的路程中,就不止上万亿个中微子参与碰撞。如此来看,再强的光也不能传播的很远的,甚至不能传播1厘米。那么,太阳光为何能够传播如此之远呢?
仔细分析,光的传播不是中微子一次性碰撞,而是一个连续的多次的碰撞过程。发光时间再短的光,也会持续照射一段时间。在这段时间内,会产生万亿次碰撞,中微子的振动能量也会向外传播万亿次。我们假设有10个中微子群参与传播,共传播10次,来看看10个中微子群的振动能量会有怎样的变化结果。这里的第几个中微子群,不是单个中微子。而是某一区域的大量具有大致相同振动能量的中微子,甚至可以看成10个静止的中微子群。这样,当同一批次大量的中微子传播过来时,才能确保该区域内存在一定振动能量的中微子与之碰撞,而不是该区域内无振动能量的中微子与之碰撞。
第一次碰撞前,1-10中微子群的振动能量都为0,都不发光,所以后一个的振动能量是前一个振动能量的一半。从第二次碰撞开始,1-10中微子群都有振动能量,后一个的振动能量是自身的振动能量与前一个振动能量之和的一半。
第1次碰撞,参与传播的前10个中微子群的振动能量依次为(光源振动能量为1):
0.5,0.25,0.125,0.062,0.031,0.015,0.008,0.004,0.002,0.001
第2次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为:
0.75,0.5,0.312,0.187,0.109,0.062,0.035,0.020,0.010,0.006;
第3次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为:
0.875,0.687,0.5,0.343,0.226,0.144,0.089,0.054,0.032,0.019;
第4次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为:
0.937,0.812,0.656,0.5,0.363,0.253,0.171,0.113,0.072,0.461;
第5次碰撞,10个中微子的振动能量依次为:
0.968,0.890,0.773,0.636,0.5,0.376,0.274,0.193,0.133,0.089;
第6次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为
0.984,0.937,0.855,0.746,0.623,0.5,0.387,0.290,0.211,0.150;
第7次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为
0.992,0.964,0.910,0.828,0.725,0.612,0.5,0.395,0.303,0.227;
第8次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为
0.996,0.980,0.945,0.886,0.806,0.709,0.604,0.5,0.401,0.314;
第9次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为
0.998,0.989,0.967,0.927,0.886,0.788,0.696,0.598,0.5,0.407;
第10次碰撞,10个中微子群的振动能量依次为
0.999,0.994,0.980,0.953,0.910,0.849,0.772,0.685,0.592,0.5;
……
从计算结果来看,由于振动能量的累计、叠加,仅仅碰撞10次,排名第10名的中微子群,原本刚刚可见的中微子群,其振动能量已经达到振源振动能量的一半,从而变成明亮可见。继续计算,碰撞200次,第200个中微子群的振动能量也达到原来振动能量的一半。推论:碰撞N次,第N个中微子群的振动能量也能达到原来振动能量的一半。再推理下去,再有无限多的碰撞,所有参与碰撞的中微子都可以得到同样的光源振动能量。
这个计算结果或许说明,中微子的振动能量如果可以累积叠加的,叠加的结果就是持续的照射下,一直参与碰撞的中微子,无论距离多么远,无论振动能量多么小,都能够获得同发光体同样的振动能量。
有人推断说,宇宙间存在着数万亿的恒星,每时每刻向外喷发着光,这些光在任何一个地点都可以累积叠加,叠加的结果:宇宙间到处应该都是一片光明。
那么,我们为何在夜晚没看到光明一片呢?
楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-30 20:06:56 +0800 CST  

11.2.3.2探讨:光的传播过程中的主要影响因素
我们在前文中分析到:中微子的运动特点,最主要的就是弹性碰撞。弹性碰撞最直接的表现结果就是:
……
1)易被拦截性和传播方向不变性。只要发生碰撞,原来的中微子就会失去自身的速度与方向,获得被碰撞的中微子的速度与方向。也就是说,该中微子的运动很容易变向,即很容易被拦截。当大量中微子一同前进时,虽然一部分的中微子被拦截变向,但是还会有一部分中微子继续保持原来的方向和速度,此时,光就能表现出沿直线运行的特性。……
前文我们分析了理论中理想的情况。在实际生活中,宇宙中充满了中微子,也存在着足够多的无振幅的中微子。我们的视觉系统不能认识,所以,宇宙大范围是漆黑一片。
在无振幅中微子大量存在的情况下,不管什么光源发出振动频率,包括太阳光、其它恒星光以及灯光,也不管振动了多长时间,都不能把所有的中微子的振幅提高到一定的程度(比如可见的程度),总有一些无振幅的中微子会经过振源,进行第一次碰撞。它们获得振源振动能量的一半,从而整体拉低了最靠近振源的“第1个中微子群”的平均振动能量。同样,传播途中的每一个中微子群,都不能达到理想计算的振动能量、振幅值。在每一个远离振源的地方,都存在着来自各向同性的无振幅中微子,这些中微子会迅速分流振动能量,传向四面八方,从而使得该处中微子的振动能量、振幅迅速下降至我们的视觉系统不能识别,即光停止了传播,我们就看到了光传播距离有限的事实。
我们可以想象一下光的传播详细过程:
当某一振动源开始发出振动,使流经振动源的中微子具备了一定的振动频率和振幅,光就开始向四面八方各向同性的传播。
此时,在振动源持续发出振动的条件下,经过此处的中微子就会获得振动频率,就会产生源源不断的振动中微子。这些振动中微子就像小河的流水,再快的速度也不能立即万马奔腾般的一步到达前方,只能通过一个个中微子的碰撞,把振动能量向远方传递。它们会小心翼翼、按部就班的不断填满前进路上的坑坑洼洼,即按照距离振动源的远近,逐步使周边的中微子获得一定的振幅,然后再一步步的向振幅低的区域推进。通过一次次的振幅的累积叠加,使得远处的中微子逐步获得越来越高的振幅。虽然这个过程很复杂也没有头绪,但是完成整个传播过程的时间很短,这样,光能够瞬间传到远方,我们就能够产生了光瞬间迎面扑来的感觉。
在这个传播过程中,振动源持续不断的激发产生大量的振动频率高振幅大,但是速度低的中微子,这些中微子具有主动吸能的特性,从而快速从周边中微子获得接近光速的动能,压强增大,产生向外类似主动性扩散作用。
下面我们大体估计一下,光源产生的主动向外扩散的中微子的扩散范围。假设光源内部的中微子速度从0增加到光速,那么其动能扩大越1.0*10的17次方倍,其压强也会同比扩大,那么,其体积也会同比扩大,这样,中微子的扩散倍数为0.22*10的6次方。由于中微子间距很小,中微子扩散范围增大22万倍,或许扩散范围还不到1毫米。可见,光传播中,向外扩散的动力很小。光能够大范围内传播,主要还是因为其本身的高速运动所致。
可见,除了大部分光源产生的光在很小的范围内具备向外扩散的动力,其它各处的中微子大都在某一区域各向同性地四处闲逛,这些中微子经过振动源通过碰撞获得了振动频率、振幅,然后再带着振动频率、振幅继续闲逛。自始至终,中微子的运动方式基本没变,一直在闲逛,只是它能够通过碰撞不断得到远方的振动源的振动能量,振动能量的数值不断地增加。当视觉系统可以识别了,我们就看到了光传播过来了。
振动源周边巨量的各向同性的无振幅的中微子起到拦截、分流作用。这两者相互作用决定了光的传播距离。光源振动能量大,产生的振动中微子数量多、振幅大,则光传播距离的就远;起拦截、分流作用的各向同性的中微子数量相对较多,光传播距离的就近。
由于宇宙中起拦截作用的无振幅中微子太多,这就决定了光传播距离一定有限这一事实。下面,我们看一下夜晚黑暗的产生原因。
我们的视觉系统需要持续一定时间、具有一定振动能量(即一定的振幅)的中微子的撞击,才能引起共振,产生视觉。
夜晚,从太阳发出的中微子不能直接射入地表。只能经多次反射才能到达地球的背面。这已经不能保证存在持续的中微子的传播进程,也就是说,到达地球背面的带有振幅的中微子,都是无源之水。这时候,失去后续源源不断的中微子流的支撑,无论多大的振幅,仅仅经过10次左右(或者100次、1000次)与其它无振幅的中微子碰撞,其振幅就会大幅降低。与地表一切物体碰撞时,则其振幅更会迅速消失。当中微子的振幅低至已经不能引起视觉系统的共振了,我们就看到黑暗的夜晚了。
同样道理,遥远的星系发出的中微子,在进入太阳系后,这些振幅微弱、数量较小的中微子就会与太阳系最外边缘的大量中微子层发生碰撞,进行速度、方向的互换,这样,在太阳系外层就被拦截、分流,变成了无源之水,根本不能深入的照射到太阳系内部,从而失去持续照射到太阳系内部某一位置的可能。由于太阳系有足够多的无振幅的中微子,而外恒星进入太阳系的中微子数量不是无穷的,因此,不能填满太阳系所有的坑坑洼洼,即不能把太阳系内甚至地球大气层内的中微子的振幅都提高到一定的可视程度,所以,在夜晚,我们也就看不到无数的外来中微子的叠加的到处明亮一片的结果了。
可见,要想真正观测宇宙,应该避开太阳系的外层中微子的拦截作用,才能真正观测真实的宇宙。只不过,这太难了。或者,我们要观察太阳系内的天体,也需要避开地球大气层内反射、折射的微弱的光线的干扰,在空间站中进行观测实验。或者到月球背面,没有阳光的直射,也不存在大气层。或许,没有大气层内微弱的光线的干扰,我们能够观测地更清楚、更精准。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2018-12-31 18:30:12 +0800 CST  

11.2.3.3探讨:测定单位体积内中微子个数的实验
中微子振动能量可以叠加这一特性,或许可以用来测定地球表面单位体积内中微子的个数。
实验原理:中微子在小范围内连续弹性碰撞传递振动能量,当某处中微子的振动能量达到振源振动能量的一半时,表示该处是第N 个中微子经过N次碰撞。
原理解释:光的振动频率我们已经测出来,比如红光的振动频率为:4.3---4.8*10(14次方)。中微子在封闭空间来回碰撞时,每碰撞1次,其振动频率数值增加1,这意味着红光产生时,每秒会碰撞4.3---4.8*10(14次方)次。在光传播的过程中,假设中微子紧密、间隙很小的排成一列,那么,在1秒时间内,振动源的中微子也会与周边的中微子碰撞4.3---4.8*10(14次方)次。那么,振动能量减半处的中微子,就是第4.3---4.8*10个中微子。再测量该中微子与振动源的距离,得出单位长度(比如每米)中微子的个数,我们就能得到地球表面单位体积内中微子的个数。
我们猜测,这个数值要远远大于3.0*10(25次方)即单位体积内空气分子的数量。
从常识来判断,亮灯1秒,距离灯泡1米处,其振动能量(我们可以用光的强度来代替)应该大于光源光强度的一半。也就是说,第4.3---4.8*10(14次方)个中微子距离光源的长度要大于1米。我们以1米来计算,1米内有4.3*10(14次方)个中微子,那么,1立方米内应该有4.3*4.3*4.3*10(42次方)个中微子,即8.0*10(43次方)个中微子。这比单位体积内存在3.0*10(25次方)个空气分子要大的多。这样说明中微子的数量的确是巨大的。
这个方法,虽然有一定的道理。但是,最根本的问题是红光的振动频率这个数值不一定正确,光应该具有一定的振动频率,但是,其数值到底是多少呢?现有的光的振动频率数值是根据光的双缝干涉测定的。下面我们还要分析双缝干涉,看看双缝干涉的亮条纹到底是怎样形成的,以及其计算的波长与振动频率是否存在理论上的错误。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-01 19:36:10 +0800 CST  
11.2.3.4探讨:光波的形成
我们常说,光是一种波,光有波动性。那么,光波是怎样形成的呢?



从图中分析,我们可以看出,在有振动能量的持续作用下,光会以不连续球面的形式向外四面八方传播。下一个时间,再以传播途中任一点为中心,以不连续的球面的形式继续向外扩散。每个球面是不同批次的中微子向外扩散形成的,球面之间的距离,应该就是不同批次的中微子的路程差。由此,我们可以使用公式T=L/V,来计算出不同批次的中微子向外扩散的时间间隔。只不过,在一片光明的情况下,我们无法判断每批次的中微子到底运行到什么位置。只有在光很微弱的情况下,或许有可能分清不同批次的中微子向外扩散的具体情况。小孔衍射现象或许就是在这种情况下发生的。
随着科技的发展,现在,我们知道,水分子能够形成水链,千万亿个水链能够把水面所有的水分子连接起来,形成一体,牵一发而动全身。当有水平方向的力,比如地震引起的海啸,推动水分子时,由于水分子的不易压缩,在推力的作用下,有许多水分子被挤压到垂直方向,形成波峰。这些波峰本身就具备一定的势能,水平推力越大,持续时间越长,形成的波峰就会越大,势能就越大。在重力的作用下,势能越大,能够转换成波谷的水分子的动能就越大,就能够继续推动前方的水分子再次形成较大的波峰(该波峰要小于第一次波峰)。波峰、波谷的大小与刚开始时推动水分子做水平运动的外力的大小、持续时间有关,没有最大值,可以无限大。可见,波峰与波谷的形成,只不过是在重力作用下,势能与动能的相互转换的结果。随着能量在转换过程中逐步损失,水波的波峰将逐步降低,直至消失。
单个水分子在推力的作用下向上运动,在重力的作用下向下运动,大量的水分子仅仅只做简单的上下运动,基本不做水平方向的持续运动。并且水分子也并不振动,即没有振动频率,也没有振幅,这与波似乎没有关系。但是,但是大量的水分子在外力的作用下,依次整齐划一的做上下运动,就会像多米诺骨牌一样(骨牌实际上并没有向前运动),产生了不断向前的波形。所以,水波只是大量水分子多米诺骨牌式的轮动的一个表现形式,并不是单个水分子沿着波形轨迹持续运动。
中微子与中微子之间没有联系,彼此都是独立的。大量中微子向前运动,没有外力的作用,也不会形成挤压,即单个中微子运动轨迹是不会沿着波形运动的,从宏观上来看,大量中微子的运动也不能形成波峰与波谷。那么,中微子的波动性从何而来呢?
中微子碰撞后具有一定的振动能量、振幅,这个可以理解。但是,由于撞击方向的不确定性,中微子的振动方向也不能不确定。但是,有一点可以确定,那就是,此时,中微子一定会沿着被外力碰撞的方向飞出去,振动方向与运动方向相同,这应该是典型的纵波。
在传播过程中,振动的中微子会受到四面八方的中微子的碰撞,振动能量也会传递给其它中微子。此时,中微子的运动方向与振动方向不可能在保持一致。因此,以光速运行的振动中微子,其振动方向应该是五花八门。或许,这就是我们观测到的光的偏振。
百度:光的偏振。
……振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内,包含一切可能方向的横振动,且平均说来任一方向上具有相同的振幅,这种横振动对称于传播方向的光称为自然光(非偏振光)。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。
1)线偏振光
在光的传播过程中,只包含一种振动,其振动方向始终保持在同一平面内,这种光称为线偏振光(或平面偏振光)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象:你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上,另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动,绳子产生的波就会从两根竹子之间通过,并从你的手传到那棵树上。这时,那座篱笆对你的波来说是"透明的"。但是,要是你让绳子左右波动,绳子就会撞在两根竹子上,波就不会通过篱笆了,这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。
2)部分偏振光
光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅不等,在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值,这种光称为部分偏振光。自然光和部分偏振光实际上是由许多振动方向不同的线偏振光组成。
当光线从空气(严格地说应该是真空)射入介质时,布儒斯特角的正切值等于介质的折射率n。由于介质的折射率是与光波长有关的,对同样的介质,布儒斯特角的大小也是与光波长有关的。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算,布儒斯特角大约为54-62度左右。当入射角偏离布儒斯特角时,反射光将是部分偏振光。
3)椭圆偏振光
在光的传播过程中,空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动,且电矢量端点描出一个椭圆轨迹,这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看,凡电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光,凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果(见波片)。
4)圆偏振光
旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光,是椭圆偏振光的特殊情形。在我们的观察时间段中平均后,圆偏振光看上去是与自然光一样的。但是圆偏振光的偏振方向是按一定规律变化的,而自然光的偏振方向变化是随机的,没有规律的。……
从百度资料可见,光在传播过程中,的确存在着各种各样、各种方向的振动形式。光的偏振或许就是光具有横向振动的证明。
或许,光的波动性,仅仅对于单个具有振动能量中微子而言。因为从微观来看,单个中微子的运动轨迹的确有可能是一种波形运动。只不过这个波形的振幅相对于传播速度、传播距离来说,实在是太小了,我们甚至可以把它的运动轨迹看成一条直线。并且其振动方向是任意的,与运动方向没有任何关联。但是,大量同方向运行的中微子中,每个中微子都具有自己的振动方向。因此,从整体上、从宏观上来看,这些中微子不可能具有共同的运行轨迹,即不可能有共同的波形。
如果把光的振动看成简谐振动,这是基于光速下的简谐振动,与我们平常看到在不运动状态下的简谐振动也有区别。区别就在于:平常看到的简谐振动是在外力作用下的动能与势能的转换,其振幅较大。外力不消除,可长期维持振动状态;而光波无外力作用,只是自身的颤动、抖动,其振幅较小。与其它物质碰撞后,振动能量会传递出去,直至不再维持振动状态。
通过分析,我们认为:宏观上的水波,并不是真正的波,只是众多水链在外力作用下产生依次轮动所形成的多米诺骨牌效应。而微观上的光波,即没有外力作用,单个中微子也不按波形运动,只是自身的振动,也不能算标准的波。或许,单个粒子按照波形持续运动,这样的运动方式根本就不可能存在。大量中微子也没有共同的波形。因此,光波、水波与真正的波根本不是一回事。用波的理论、公式来推理、计算,结果必定是错误的。所以,公式:光频=光速/波长不适用光的传播。也就是说,我们现在计算得到的光的振动频率的数值有可能是错误的。



楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-02 20:06:37 +0800 CST  

11.2.3.5探讨:光传播过程中形成的第二光源的特点
光在向外传播的过程中,存在着二种光源:
1)最简单的就是烛光、火光、灯光产生的光源。在这些情况下,中微子以烛芯、灯丝等振动源为中心,呈球面向外扩散。这些振动源可以称为第一光源;
2)其次,在光传播途中,如果存在某一点,振动源的振动能量可以不间断的传递过来,再以此处为中心,不间断地与四面八方的中微子进行碰撞、扩散,我们称此点为第二光源。严格意义来讲,不存在第二光源。因为中微子大都以以光速运行,后续中微子永远不可能追赶上前发的中微子。即没有一个中微子可以持续得到后续中微子的碰撞,从而不断的提高自身的振动能量。但是,从大范围来讲,由于中微子在空间各向同性分布着,任何一个比较大的区域,或者类似封闭的区域,时时刻刻存在着中微子的进进出出,并且,保持着动态的平衡,这就相当于本地中微子只在这一相对固定的区域内往返进行弹性碰撞。这样,外来携带振动能量的中微子会优先把振动能量传递给本区域内的中微子。直到本区域内的中微子的振动能量基本保持一致,它们之间的碰撞时没有振动能量差,也就没有振动能量的重新平均分配。这样,我们可以说,大体上,该区域就是第二光源,可以持续得到振动源的振动能量,并不断增加整体的平均振动能量。这个区域的大小在无外界物体遮挡、分隔的情况下应该很大,在有物体遮挡、分隔的情况下,或许会以遮挡物体为界。第二光源的例子比比皆是。比如,从太阳到月球正冲太阳的表面上之间所有的区域;比如从太阳到地球正冲太阳的大气层外层之间的所有的区域……。
第二光源与第一光源的关系:
1)第二光源的平均振动能量要低于振源的振动能量。因为存在或多或少的拦截物质,比如,无振幅的其它中微子、空气分子、尘埃颗粒、化合物等等,会拦截和分流一部分振动能量。当振动源的振动能量较低时,第二光源的振动能量会更低。最后一个第二光源虽然可以获得源源不断的振动能量,但是,由于距离振动源较远,其持续得到的振动能量很小。由于本身的振动能量小,再向四面八方传播时,其振动能量会很快降为不可见。一般来说,最后一个第二光源,意味着光的传播的尽头。
2)第二光源必须能够连续得到振动源的振动能量。即振动源必须能够持续不断的向第二光源传递能量。一但没有持续的能量传递过来,第二光源的振动能量会迅速被分流,造成振动能量迅速下降,甚至平均振动能量降为不可见的程度。
3)第二光源能够源源不断的得到振动源的振动能量,是因为它们存在较大的能量差值。当能量差值逐渐变小时,振动能量的传递会慢慢不再进行。也就是说,第二光源至多能达到振动源的平均振动能量。另外,只要没有外界的高能进入,第二光源中中微子的平均振动能量将不再增加,只会越平均越低。
如果多个末段第二光源向四面八方传播时,能够相遇、碰撞,那么,中微子振动能量累积叠加后其振动能量会不会增大,甚至重新变得更明亮呢?根据上述分析,在无外力的作用下,无论多少不可见的低能中微子进行多少次碰撞,都不会产生更高振动能量能量的中微子。只有强能量与强能量或者强能量与弱能量相碰撞,才能使振动能量低的中微子增加振动能量,即产生可见的光。不可见的低能量的中微子只要不与高能量的中微子相碰撞,不管怎样碰撞,其平均能量不会凭空增加,振动能量只会越平均越低。
现在的光传播理论认为,光波的波峰与波峰相遇产生了更高的波峰,波谷与波谷相遇,产生了更低的波谷。即振幅加倍。我们从能量的角度来分析:因为振动能量与振幅的平方成正比,碰撞前,两列波的振幅都为1,其能量为1*1+1*1=2;碰撞后,两个波变成一个,振幅为2,其能量为2*2=4。可以明显看出,碰撞后能量凭空就翻了一倍。所以,认为光波能够叠加,并且叠加后后更亮的理论是错误的。或许,这些“无中生有”的理论从根本上就是错误的。
光向外传播相当于振动能量从“高浓度”地区向“低浓度”地区的扩散。这就带来了一个后果:在正常情况下,光只能连续的不间断的向前传播,不可能出现断档、空白地区,要么光明一片,要么黑暗一片。如果在黑暗之处能够产生明亮的话,只能是从振动源到黑暗之处产生了连续的多个第二光源。这些第二光源能够源源不断的把振动能量传递到黑暗之处,拉高了其平均振动能量,我们才看到了明亮之地。此时,我们一定会看到从振动源到明亮之地间存在连续多个明亮的第二光源。
那么,在光的衍射图案中,为何在屏幕中出现了明暗相间的现象呢?其中有何道理呢?这个现象是否属于非正常情况?这种非正常情况意味着什么呢?



楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-03 19:46:47 +0800 CST  
@人隐江湖 2013-11-29 21:32:14
看文章内荣知道,楼主是个人才
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@等我有钱了2013 2019-01-04 16:27:07
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欢迎探讨。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-04 19:37:46 +0800 CST  


11.2.3.6.猜测:光的一些传播现象证明光的粒子性

11.2.3.6.1光的直线传播、小孔成像、反射、折射、色散证明光的粒子性
我们知道,目前科学界认为光具有二相性,既有粒子性,也有波动性。之所以出现这么一个相互矛盾的结论,就在于有一些现象可以用粒子说来解释,有的现象粒子说不能解释,用波动说则很容易解释。
下面,我们来看一下光的直线传播、小孔成像、反射、折射、色散的原理示意图,可以证明光的粒子性。










从中微子(光)的受力分析来看,中微子进入、离开物体,都要受到物体表面的表面张力的作用,作用方向是指向球心。这样,光进入物体,会向物体表面的垂直线(指向球心)偏转,我们看到了光的折射。其中,振动频率高的中微子由于振动空间范围更加“致密化”、“实质化”,相当于受力面积增大,因而受到更大的力。因此,其偏转方向更大一些。
当中微子离开物体表面时,再次受到表面张力的吸引,发生偏转。
可见,只要物体表面能够产生表面张力,中微子进出物体都会发生偏转。这个偏转与物体的密度大小无关。其偏转后的位置关系,可以这样判定:因为振动频率高的中微子受到的作用力要大一些,这个作用下与中微子的前进方向相反,所以,紫光的位置相对于其它光要滞后。也就是说,光从左向右射入物体,紫光就处于最左方;光从左向右离开物体,紫光就处于最右方;光从上向下射入物体,紫光就处于最上方;光从上向下离开物体,紫光就处于最下方;
彩虹的颜色排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,紫光在下。这是否说明太阳光是从下向上穿过“折射体”呢?这个折射体是什么形状?是巨大的“三棱镜”还是球体呢?


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-04 19:52:01 +0800 CST  
11.2.3.6.2光的折射、反射在自然界中的表现效果
1)海市蜃楼
百度资料:海市蜃楼,简称蜃景,蜃景可分“上现蜃景”、“下现蜃景”和“侧现蜃景”。是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。
海市蜃楼会使一个人很难辨别远处的物体,同时也会使远处视野的轮廓变得模糊不清,你感觉好像被一片水包围着,而那片区域高出来的部分看上去就像水中的“岛屿”。海市蜃楼还会使你识别目标、估计射程、发现人员等变得十分困难。不过,如果你到一个高一点的地方高出沙漠地面10英尺(3米左右)(3又 1/3米),你就可以避开贴近地表的热空气,从而克服海市蜃楼幻境。总之,只要稍稍调整一下观望的高度,海市蜃楼现象就会消失,或者它的外观和高度会发生改变。
关于海市蜃楼,在古代我们的先人就有描述。白居易《长恨歌》中就有两句:“忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间。楼阁玲珑五云起,其中绰约多仙子。”这里所说的仙山和古人曾寻觅探访的仙山其实就是海市蜃楼。那么到了现代,关于海市蜃楼奇景从科学的角度早就有了明确的解释。
海市蜃楼,简称蜃景,蜃景可分“上现蜃景”、“下现蜃景”和“侧现蜃景”。是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。






如上图,上现蜃景是将物体在有上下温差的大气中用光的折射将物体抬高的虚像;下现蜃景(即沙漠蜃景)沙漠仙境多为倒立;侧现蜃景”,当垂直表面(如岩壁、墙面)暴晒而形成水平温度梯度时,由于大气折射而在实物侧面所出现的幻景。这时垂直受热面就象下观蜃景中的受热地而使得距垂直表面的物体,在靠近表面的一侧又生成一个幻象。
海市蜃楼出现需要哪些条件?气象条件:1.大气很稳定,风力较小。2.大气有强烈的逆温层。3.大气密度有明显的变化。
地理条件:上述气象条件大部分出现在开阔的海洋和沙漠地区。所以海市蜃楼出现的地理位置多为海面、沙漠等。例如我国山东蓬莱,新疆鄯善县南部沙漠。炎热夏天柏油马路也能看到类似于海市蜃楼的景象。

2)海滋


海滋
海市蜃楼和海滋都是一种光学现象。春夏、夏秋之间,万里无云,海水与水面的空气层易出现较大温差,水面的气层与空中的气层密度便发生较大差异,光线通过密度不同的气层便会发生折射或全反射,就形成了海市蜃楼和海滋的奇观。据专家介绍,海市蜃楼与海滋的区别在于一远一近,一虚一实。在沙漠上空或东海海面上空出现万里以外的城市的景色,就是海市蜃楼;而在海岛上面重现本岛之景,则是海滋。
海市蜃楼奇景多但稍纵即逝,海滋景观存在时间则较长。海滋与海市蜃楼、平流雾被誉为海上三大自然景观,也是价值极高的旅游资源,可遇而不可求。何时能够形成科学的理论并进而对它们出现的时间和地点作出准确预报,的确是众人所期待的,这也给科学工作者提出了一项有意义的研究课题。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-05 18:57:39 +0800 CST  

11.2.3.6.3猜测:彩虹现象,其实就是光的折射
11.2.3.6.3.1百度:彩虹与霓
彩虹,又称天弓(客家话)、天虹、绛等,简称虹,是气象中的一种光学现象,当太阳光照射到半空中的水滴,光线被折射及反射,在天空上形成拱形的七彩光谱,由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、黛八种颜色。事实上彩虹有无数种颜色,比如,在红色和橙色之间还有许多种细微差别的颜色,但为了简便起见,所以只用七种颜色作为区别。
彩虹,其实只要空气中有水滴,而阳光正在观察者的背后以低角度照射,便可能产生可以观察到的彩虹现象,彩虹最常在下午,雨后刚转天晴时出现,这时空气内尘埃少而充满小水滴,天空的一边因为仍有雨云而较暗,而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光,这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近,在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾,亦可以制造人工彩虹。
月虹,又称晚虹,是一种非常罕见的现象,在月光强烈的晚上可能出现,由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色,故此晚虹看起来好像是全白色。
彩虹是因为阳光射到空中接近球形的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。以40至42度的反射最为强烈,造成我们所见到的彩虹。造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次,总共经过一次反射两次折射。因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,红光的折射率比蓝光小,而蓝光的偏向角度比红光大。由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来,红光在最上方,其他颜色在下。因此,彩虹和霓虹的高度不一样,颜色的层递顺序也正好反过来。彩虹的光线经过两次折射一次反射,霓虹则是光线经过两次折射两次反射。
大多数人因为没有积极的去观察而不会注意到霓,霓是经常出现在主虹外侧昏暗的第二道彩虹。霓是阳光经由雨滴内两次反射和两次折射产生的,出线的角度在50–53°。两次反射的结果,使得霓的色彩排列和虹的弧相反,蓝色在外而红色在内。霓比虹暗弱,因为两次反射不仅使得更多的光线逃逸掉,散布的区域也更为宽广。在虹与霓之间未被照亮的天空,因为是亚历山大最先描述的,所以被命名为亚历山大带。
更暗的第三道虹,甚至第四道虹,都曾经被拍摄过。这些是阳光在雨滴内经过三次或四次反射造成的。这些虹都出现在与太阳同一侧的天空,第三道和太阳相距约40°,第四道则约为45°。因为阳光的关系,用肉眼很难看见。
Felix Billet (1808–1882) 叙述过更高阶的虹,他描绘出第19道虹的位置,并称此种模式为"彩虹玫瑰"。在实验室内,使用更明亮的光线和准直良好的激光,可以观察到更高阶的虹。据报吴等多人在1998年使用类似的方法,以氩离子激光光束达到200阶的虹。
反射虹和被反射虹
当彩虹出现在水面的物体上时,来自不同光路互补的两个镜弧可能分别出现在水面上和水面下。它们的名称略有不同,如果水面是平静的被反射虹将呈现镜像出现在水面的地平线下方。阳光在抵达观测者之前首先受到雨滴的偏折,然后经过水面的反射。被反射虹,至少是一部分,经常可见,甚至在小水坑都可见。
当阳光在抵达雨滴前先被水面反射,它可能生成反射虹,如果水面够大,整个表面也是平静的,并靠近雨幕,反射虹便可能出现在地平线之上。它与正常的彩虹交会在地平线处,并且它的弧会在天空的较高处,因为它的中心在地平线之上,而正常彩虹的中心在地平线之下。由于需要上述条件的配合,反射虹是很罕见的。








霓是太阳光进入小水滴里,经过两次折射和两次反射形成的,通常出现在虹的旁边,呈一种色彩的圆弧,它的颜色排列与虹相反,色彩要比虹淡一些,也叫副虹。光线在水滴里比虹多经过了一次反射,霓的色彩排列正好与虹相反,色序是外紫内红。因为多一次反射,能量多一次损失,所以我们看到的霓的色彩比虹要淡一些。
1)形成过程
当太阳光平行地照射到水滴上时,经历折射反射后的出射光中,多数比较暗淡,只有偏离阳光原入射方向的角度为最小(即最小偏向角)的出射光束,显得特别明亮。若阳光在雨滴中经两次折射,两次内反射而以最小偏向角出射的光,恰好投射到背阳而立的人眼中,看到的弧形环便是霓,阳光七种色光的最小偏向角亦稍异,平均约232度。
2)与虹的区别
形成原因不同。虹和霓都要背对太阳而立才能观察到。在夏日的傍晚,西方放晴而东方天空有云 雨时,最易看到虹和霓。若在与太阳相对的另一半天空中的水滴,被阳光照射,在雨滴中经两次折射、一次内反射而以最小偏向角出射的光,恰好投射到背太阳而立的观测者眼帘,看到的弧形光环便是虹。阳光七种色光的最小偏向角稍不同,平均约为138度。若阳光在雨滴中经两次折射,两次内反射而以最小偏向角出射的光,恰好投射到背阳而立的人眼中,看到的弧形环便是霓,阳光七种色光的最小偏向角亦稍异,平均约232度。
色彩排序不同。虹的彩环排序为内紫外红原因为:阳光中的红光最小偏向角最小为137度42分,紫光的最大为139度24分,若阳光投射到较高位置的雨滴,并以最小偏向角出射的红光,恰进观测者眼帘,那么只可能是阳光投射到较低位置的雨滴上并以最小方向角出射的紫光,才能同时进入观测者的眼帘。红色在外,紫色在内。图还表明了虹的彩环视角平均约42度。同样道理, 可知霓的彩环为内红外紫的排序。以及霓的视张角平均约52度。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-01-06 19:53:34 +0800 CST  

楼主:半卷素书看天下

字数:1038503

发表时间:2013-11-01 04:19:00 +0800 CST

更新时间:2019-06-09 14:33:12 +0800 CST

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