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光線從發射出來就一直是光速,還是有一個連續性加速過程?

在日常生活中我們經常談論光速,光速也是物體運動的極限速度,一秒可繞地球七個半圈,數值約等於30萬公里/秒(真實數值略小於該值,為了簡化起見,以下將用30萬km/s近似替代光速)。

我們來思考這樣一個問題,光是如何誕生的,它在誕生前到誕生後有沒有一個加速過程呢?

按照常識思維,生活中任何物體在保持某一速度運行時,勢必有一個從0m/s到現速的過渡階段。比如汽車啟動,火箭發射……

同理到光速,它也有一個從0m/s到30萬公里每秒的加速過程嗎?

我先給出答案,那就是光不存在加速過程。

要想弄清楚這個問題,我們必須弄清量子力學的起始概念。可以說,量子力學的建立就是從這個問題開始的。

人類文明從兩千多年前一直到1900年都默認這樣一個「定律」:世界萬物都是連續的。

牛頓力學也遵守這樣的「定律」。也正是由於這種根深蒂固的思維,量子力學的創始人在提出能量的不連續性後,依舊責備自己的想法太瘋狂。

連續性是顧名思義的,不管是組成物質的結構還是速度都是連續變化的。

可是這種思維在19世紀末卻面臨著巨大的挑戰。事物的連續性思維在宏觀世界很契合,可是到了19世紀後半葉,人類有了能力打開微觀世界的大門。一開始我們就抱著這種「連續性」的思維認知微觀世界。

可是後來的黑體輻射問題卻與此種思維格格不入。按照連續性思維,黑體輻射中的瑞利-金斯定律將出現紫外災難,這明顯與事實不符。

任何用連續性思維解釋黑體輻射光譜的過程都註定是失敗的。

而普朗克巧妙的利用了物理經驗,把連續性轉變成非連續性,才完美解釋了黑體輻射的光譜數據。可是他本人一直認為自己只是為了解釋實驗而不得已拼湊的解釋。

他內心仍然傾向於連續性。

可是最後的結果大家都知道了。愛因斯坦率先將這種不連續性思維利用到光量子上,並提成光量子假說,完美解釋了光電效應,並為此獲得了諾獎。玻爾繼而將這種不連續性用到核外電子的能級跳躍上,能量化的概念在隨後一系列實驗中取得了空前的成功。

可以說,整個量子力學就是建立在不連續性上

我們經常說的能量量子化其實就是說:能量的吸收和釋放不再是一個連續的過程,而是以某一單位為基礎,跳躍式釋放或者吸收。

比如電子吸收光子的能量只能吸收hv,或者hv的整數倍。因為hv就是光子的能量(h是普朗克常數,v是光子頻率)。hv也就是光量子的能量,量子是不可再分的,是一種基本單位。所以吸收能量的過程不存在從0.5hv到0.6hv的過程。

電子吸收能量只能是hv…2hv…3hv……。從hv到2hv是不連續的,中間相隔了一個光子能量。

但是按照連續性思維,能量的吸收怎麼會這樣?應該是0…0.001…hv……0.01…hv……hv……。吸收能量應該可以細分成無數個連續過程,而不應該是跳躍式地進行。

但是連續性吸收能量是錯誤的,量子化才是正確的。

除了能量的吸收是量子化的。光速也是類似於量子的跳躍過程。

電子不管是受激輻射還是自發輻射出光子,光子直接就是光速。沒有從0m/s到30萬km/s的的加速過程。

我想你此時此刻心裡一定難以置信這樣的解釋,可是無數實驗已經表明:沒有比能量量子化更好的方式解釋自然現象了。

人類在歸納自然規律的過程應該是客觀的,而不應該帶入人的主觀意願。

量子力學就是這樣的,這是自然事實,不會以人的主觀偏好而改變。我們更應該學會順從自然的客觀,而不應該像某些民科一樣,在沒有任何證據的站台下,為了自己的主觀喜惡而幻想式指責量子力學。


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