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王令雋:反量子論我有鋼鞭(摘要)
王令雋:反量子論我有鋼鞭(摘要) 

我們知道,電子之從金屬表面激發(fā)出來(lái),不但可以通過(guò)光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn),還可以通過(guò)其他方法實(shí)現(xiàn)。摩擦生電就是用機(jī)械能把電子拉出來(lái),并不是因?yàn)殡娮游樟耸裁础傲孔印倍绯?。燈泡或電子管的燈絲中通過(guò)60赫茲的交流電就會(huì)產(chǎn)生電子。 
普朗克在提出量子化假說(shuō)時(shí),并沒(méi)有,也不必要把光看成粒子。用波動(dòng)理論解釋黑體輻射與光電效應(yīng),光的波動(dòng)性是無(wú)可置疑的,其粒子性則大成問(wèn)題。普朗克的公式和推導(dǎo)只假定黑體中的光輻射能量可以量子化,黑體輻射的總體能量等于這些量子化的能量的總和。如此而已,豈有他哉!能量的量子化不等于粒子化。這種將整體能量分成許多成分的做法早在頻譜分析中就已經(jīng)有了。一個(gè)非簡(jiǎn)諧波的能量可以分解成無(wú)窮多個(gè)諧波。總能量等于各個(gè)諧波的能量的和。這并不要求每一個(gè)諧波都是粒子或物質(zhì)。 
至于愛因斯坦的光電效應(yīng),光子理論只是一種現(xiàn)象邏輯性的解釋。愛因斯坦在這里用了普朗克的量子假說(shuō)。如上所述,這一量子假說(shuō)并沒(méi)有要求光是粒子,只要求光的能量的量子化。愛因斯坦的光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的解釋也只要求金屬中的電子吸收量子化了的能量,并不要求光是粒子。光電效應(yīng)中的一個(gè)重要參數(shù)是激發(fā)光頻率的臨界值。光的頻率必須超過(guò)這一臨界值才能使金屬中的電子溢出。對(duì)這種現(xiàn)象我們其實(shí)并不陌生。 
臨界頻率的現(xiàn)象,在超聲波清洗技術(shù)和微波技術(shù)中也存在。一個(gè)空心波導(dǎo)(不管是矩形的還是圓柱形的)都有一個(gè)臨界頻率。低於臨界頻率的微波不可能在波導(dǎo)中傳播。這個(gè)結(jié)果可以從求解麥克斯韋方程組得到。物質(zhì)對(duì)光的吸收當(dāng)然是比波導(dǎo)中微波的傳播更複雜的過(guò)程。光電效應(yīng)的截止頻率應(yīng)該和固體的微觀結(jié)構(gòu)和物理特性有關(guān)。 
這種微觀結(jié)構(gòu)和物理特性被現(xiàn)象邏輯性地表述為“溢出功”。在我們對(duì)金屬表面的微觀結(jié)構(gòu)還不太清楚的情況下,不妨把愛因斯坦的光電效應(yīng)理論當(dāng)著一個(gè)現(xiàn)象邏輯性的理論接受,而不能把他當(dāng)作光是粒子的證明。 
電子的直徑小于一個(gè)費(fèi)米,是微觀尺寸,光量子的尺寸很大,至少大于一個(gè)波長(zhǎng)??梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)大于4000埃,相當(dāng)于質(zhì)子半徑的四億倍,體積比質(zhì)子大26個(gè)數(shù)量級(jí)。電子的體積更小,小到我們現(xiàn)在還無(wú)法測(cè)量。一個(gè)電子要吸收一個(gè)光子,尺寸上就差了幾十個(gè)數(shù)量級(jí)。按比例,比一只青蛙吞下一個(gè)銀河系還難。固體的晶格長(zhǎng)度約10 埃,只有波長(zhǎng)的400分之一。一個(gè)波長(zhǎng)的平方可以覆蓋16萬(wàn)個(gè)表面晶格。躲在這16萬(wàn)個(gè)晶格之中的廣大電子群眾如何競(jìng)爭(zhēng)去吸收體積如此龐大的“光子”?是排隊(duì)?wèi){票供應(yīng),還是像狼群撲食一樣各咬一口,吃到肚子里再將一口口的量子碎片拼成完整的光量子? 
非常奇怪,愛因斯坦不能接受量子力學(xué),卻能接受“電子只能吸收整個(gè)光量子的全部能量,但不能部分地吸收比這更小的能量”的概念。有一種直流電子管,只要用電池就可以工作。在半導(dǎo)體發(fā)明之前,這種電子管常用于間諜的收發(fā)報(bào)機(jī)。直流電的頻率等于零,波長(zhǎng)無(wú)窮大,這樣的“光子”的能量等于零。但是我們知道直流電可以激發(fā)出電子,并使電子管的陰極發(fā)光。所以,金屬表面的電子的溢出和發(fā)光是一個(gè)我們并不清楚地了解的非常復(fù)雜的過(guò)程。僅僅用電子吸收光子的圖像來(lái)簡(jiǎn)單化地理解過(guò)于粗糙,最多不過(guò)是一種現(xiàn)象邏輯學(xué),不能證明光是粒子。 
http://db35164587mn.blog.163.com/blog/static/2101802872014102545941726/

2014-11-25 16:59:41|  分類: 量子物理

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