理论教育 光子的二级模型在时空学概论中的应用

光子的二级模型在时空学概论中的应用

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:即光子发射后由物质的一般形态立刻转变为物质的运动形态。若观测者接收到某光源某一元素的某一谱线频率为ω,则该谱线是观测者接收到的、该光源的、该元素该谱线的集合,而不仅仅是该元素某一原子发射的谱线。上述假设称为“二级光子模型”;第一节的光子模型称为“一级光子模型”。根据光子的二级模型,还可以得到以下推论:一是任何一个电子每一次发出的辐射都是频率唯一的单色光。

光子的二级模型在时空学概论中的应用

提出以下电子从高能级向低能级跃迁的假设:

(1)原子中的电子从高能级向低能级跃迁时,将辐射出光子,光子将带走电子的部分能量和质量。

(2)光子带走的能量由(5-2)式hk=E2-E1确定,其中k不是频率,而是光子的数量,或者说是电子因为能级跃迁损失能量的特征值。

(3)带走的电子的质量由(5-15)式

(4)物质若接收到一份光子,就相应增加一份质量和能量。

(5)电子的形态不同,质量也不同。电子在高能级质量大于低能级质量,自由电子的质量最大,低能级电子的质量较小,中子态中的电子质量最小。只有游离态的电子才是全同的,不同态电子的质量不同。

(6)电子发射光子没有加速过程,光子离开电子时的速度就是光速c,并且从离开电子那一刻开始。光子相对于原子核运动是真正的惯性运动,与原子核以后的运动无关。即光子发射后由物质的一般形态立刻转变为物质的运动形态。

(7)电子发射光子的过程从电子离开高能级开始,到达低能级结束。

(8)若电子从离开高能级开始到到达低能级这一过程的时间为Δt,发射的光子数为k,则该辐射的频率为:对于相同的元素以及相同的能级,式中的k、Δt和ω也相同。一般而言,Δt的值非常小,远小于单位时间。因此k远小于ω。(www.daowen.com)

(5-18)式说明公式(5-2)式kh=E2-E1中的k是能量的特征值即光子数量而不是频率。这一结论有重要的理论意义,它解决了由于辐射产生的质量缺失问题。例如,光的辐射频率一般都非常高,以X光为例,频率在1017~1019之间,如果这些能量全部是质量转变而来,则这些转变来的质量将可以和电子质量相比较,按照相对论,产生这些能量的质量更大,于是将出现质量缺失,即出现这些质量是原子的哪一部分产生的问题,并且无法解决。

(9)若观测者接收到某光源某一元素的某一谱线频率为ω,则该谱线是观测者接收到的、该光源的、该元素该谱线的集合,而不仅仅是该元素某一原子发射的谱线。

例如,若观察者的光谱仪接收到太阳的某条谱线,则该谱线是太阳在某时刻所有射向光谱仪谱线的集合,这条谱线并不仅仅是太阳上某原子发射的。

(10)光子速度C=c是相对于原子核的速度,光子速度方向也是以原子核为中心的径向。

(11)光子只带走电子的部分质量,不带走电子的电量。

上述假设称为“二级光子模型”;第一节的光子模型称为“一级光子模型”。根据光子的二级模型,还可以得到以下推论:

一是任何一个电子每一次发出的辐射都是频率唯一的单色光。复色光仅是若干原子同时辐射的集合。

二是不存在平面光和球面光。所谓平面光或球面光只是光源距离观察者非常遥远时的近似现象。只有在光源与观察者的距离非常远,光源的线度不能与距离比较时,才可以将光源的辐射近似地看作平面光或球面光。

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