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|光与介质的相互作用规律是否定光子存在的可靠依据


作者：彭晓韬
日期：2020.06.08
[文章摘要]：光与介质相互作用通常会认为将产生反射/散射、折射/透射、转换/热辐射以及衍射与绕射现象 。 这些现象的实质是光使介质中的原子和分子产生电偶极子化并产生相应的次生电场与磁场 。 这就充分证明了光是电场与磁场 ， 而不是携带与其频率成正比能量与动量的光子 。 本文就此进行详细的分析与研究 ， 供有兴趣的朋友们参考 。
一、光与介质的相互作用规律简述
1、光与透明介质相互作用规律
|光与介质的相互作用规律是否定光子存在的可靠依据
本文插图

如上图一所示：当n0＝1、n1>1时 ， 入射光在介质界面M1和M2处均会产生反射、散射和折射/透射光；
|光与介质的相互作用规律是否定光子存在的可靠依据
本文插图

动图说明：长虚线左侧为导光介质 ， 而其右侧至短实线间为真空 ， 短实线为反射镜
图二：光在介质及真空中的运动轨迹动图
如上图二所示：在折射率n>1的介质内部 ， 折射光经过的路径上的每个点都会成为一个子光源向各个方向辐射次生光 。
2、光与不透明介质相互作用规律
当光遇到不透明介质时 ， 与透明介质不同之处只是不会出现折射光和透射光 。 而在介质界面处仍然会出现反射与散射光 。
3、介质作用后的反射/散射和折射光的主要性质
3.1、当光从光疏介质遇到光密介质时 ， 反射与散射光的相位会出现180度的变化 ， 即所谓的半波损失；
3.2、反射光和入射光与界面法线间的夹角相等（α＝θ） ， 但散射光与界面法线间的夹角可以是小于90度的任意值；
3.3、反射与散射光的速度仅与进入的介质性质与运动状态有关 ， 与入射光的速度无关；
3.4、反射与散射光的频率主要由入射光的频率决定 ， 但与由介质性质与界面性状也有密切的关系 。 这就是为什么在同样的入射光的照射下 ， 不同介质界面的颜色会有所不同的原因所在；
3.5、折射光和入射光与界面法线间的夹角及折射光和入射光的速度间存在一定的相关性（sinα/sinβ=n1/n0=V0/V1） ， 但同一介质对应不同频率的入射光的折射率并不完全相同 ， 也就是不同频率的光在同一介质中的速度并不相等；
3.6、透射光和折射光间的速度及与法线间的夹角间的关系与入射光和折射光间的关系基本类似 ， 在界面处会发生突变；
3.7、在n>1的介质内部之折射光经过的路径上 ， 每个点都会是一个小的次生光源 ， 会产生相应的次生光向各个方向辐射 。
二、光与介质的相互作用规律证明具有能量与动量的光子是不可能存在的
1、反射光的半波损失现象说明反射光并不是入射光的反射产物并证明光不具有粒子性
|光与介质的相互作用规律是否定光子存在的可靠依据
本文插图

如上图三所示：反射光并不是入射光被介质界面反射后的产物 ， 而是介质界面中的原子被极化后产生的次生光 。 此现象充分证明光不是粒子 ， 而是变化的电场与磁场；
2、散射光和入射光间不存在固定的法线间夹角关系证明光不具有粒子性
散射光与反射界面法线间的夹角可以是小于90度的任意值 ， 证明入射光不具有动量与能量 。 因为 ， 如果入射光具有动量与能量的话 ， 则界面处产生的散射光也应该有动量与能量 ， 而散射光与入射光间的夹角没有固定关系将导致能量与动量守恒定律遭到破坏；
3、折射光和入射光与界面法线间的夹角关系证明光不具有粒子性
折射光与入射光在界面处发生角度突变的特性证明入射光与折射光不可能具有动能与动量 ， 否则将破坏能量与动量守恒定律；
4、折射光与入射光或透射光与折射光的速度在界面处突变证明光不具有粒子性


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