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光子揭秘2:“光速常数”在色散现象面前不攻自破
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关于色散现象,早在牛顿之前人们就已经有所认识,只是到了牛顿这里,才进行了系统研究并形成理论。从一元二态物理的视角,仔细审视牛顿的三棱镜色散实验,不难发现,它与光速常数之间存在着不可调和的矛盾。 对于光速常数这个概念,我们通常理解为,各种不同频率的光,在真空中的运动速度都是光速常数c。然而,色散实验所呈现出的客观事实告诉我们,不同频率的光具有不同的折射率。也就是说,根据介质的折射率与光子运动速度的公式,在玻璃这种介质中,不同频率的光子具有不同的运动速度。 从视频《涡的世界6》可知,所谓真空并非空无所有,而是充满着连续物质。换言之,真空的本体是连续物质。同样,在玻璃介质中,除了粒子占据了极少的空间外,其余的所有空间被连续物质所充满。 根据一元二态物理,真空是对连续物质静态性质的描述,场是对连续物质动力学性质的描述。从《涡的世界18》可知,玻璃内的场强高于地表引力场强。换言之,对于光子而言,真空与玻璃介质的差别,在于后者的连续物质密度高于前者而已。 既然在较高连续物质密度的玻璃介质中,不同频率的光子存在明显的运动速度差异,那么,在较低连续物质密度的地表真空中,不同频率的光子也同样存在一定程度的运动速度差异。换言之,在真空中,频率越高的光子,其运动速度就越低。 根据普朗克-爱因斯坦光子能量方程,频率越高就是光子能量越高。因此,在真空中,光子的能量不同,其运动速度也有差异;能量越低的光子,其运动速度就越高。 由此推得,红外光子比可见光子的运动速度更高一些,紫外光子比可见光子的运动速度更低一些。如果把光速常数c视为可见光的平均速度的话,那么,红外光子就是超光速的。 倘如此,如果我们将一个全色光束,投射到一定距离外的屏幕上,那么,屏幕上的光点,将是从一个红点逐渐变成一个白点的。当然,用肉眼直接观察这个瞬间过程是极其困难的,但我们可以通过扩大光源与屏幕的光路长度,再用一台纳秒相机连续拍摄屏幕,就容易记录下“红点逐渐变成白点”的完整过程。 对“光速”感兴趣的朋友,若有实验条件的话,不妨去做一下这个实验。当然,根据上述光速讨论,还可以设计出很多相关实验。本人非常期待实验结果,在此先谢谢了。 总之,不同能量的光子的速度都各不相同了,“光速常数”这个观念也就不攻自破了。
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