光本質

光本質是認清，光傳播的全部過程，有光源運動，傳播過程，與其它物體的超距離相互作用，這三個過程。光的傳播過程是由於光源物體運動，帶動電子改變運動轉態，聯繫的電子間相互影響，再與其它物體相互作用。

光是一種能量的形態，它可以從一個物體傳播到另一個物體，其中無需任何物質作媒介。通常將這種能量的傳遞方式謂之輻射，其含義是能量從能源出發沿直線（在同一介質內）向四面八方傳播。關於光的本質，早在十七世紀中葉就被牛頓與麥克斯韋分別以“微粒說”、“波動說”進行了詳細探討，並成為當前所公論的光具有“波粒二重性”的理論基礎。約100多年前，人們又進一步證實了光是一種電磁波，更嚴格地說，在極為寬、闊的電磁波譜大家族中。可見光的光波只占有很小的空間。其波長範圍處在380nm-770nm之間，包含了人眼可辨別的紫、靛、藍、綠、橙、紅七種顏色，它的長波方向是波長範圍在微米量級至幾十千米的紅外線、微波及無線電波區域；它的短波端是紫外線、x射線、r射線，其中r射線的波長已小到可與原子直徑相比擬。

基本介紹

• 中文名：光本質
• 外文名：The nature of light
• 學科：物理

簡介

微觀粒子的相互作用和相對運動

現在所掌握的物質運動，是由微觀粒子運動和巨觀物體運動組成。微觀粒子運動中，分子或原子與電子的運動是常見的，也具有運動的特點。

在對粒子運動進行受力分析時，眾多粒子之間相互作用也是一個重要因素。在空間裡,由於粒子間的立體接觸,受力也是全方位的,包括單方向作用力,橫向約束力和阻力.粒子改變運動的力是後面粒子傳遞的推力,力傳遞方向是以粒子運動方向為軸線的180度方向。

粒子參考其它粒子的位置變化，出現移動和往復移動兩種運動狀態。在粒子運動中同時出現兩個速度，粒子移動速度和力傳遞速度，移動速度小於等於力傳遞速度。力傳遞所需的時間，,是粒子同時運動需要時間的總和。

靜電場的存在表明，電子呈中性。普遍存在的電子具有物質的特點，電子比原子的體積和質量都要小的多。根據慣性原理，電子的運動變化是比較明顯的，在其它外力作用時，電子與原子實之間存在相對運動。

光速是阻力作用,非剛性物體或空間形變的速度，與粒子運動速度共同存在。將相對運動速度,與相互作用速度加以區分,達到辯證統一，併合理的運用.推出了質雙速力學公式 F=MVC/L.

傳遞觀點

光源種類很多，光源由微觀粒子組成，說明光也是微觀粒子運動產生的現象。

任何形式的光源，物理運動和化學反應產生的光，體積變化產生膨脹力，使電子的運動狀態發生改變。光傳播是以光源為中心，力在空間裡傳遞。力的形式是持續波動力，由電子在運動中傳遞，作用到感光器官上產生了光的感覺。以光源為中心的圓球面上，作用力和傳遞時間都相等。

在單方向力的作用下，整體運動前的電子團保持受力平衡,電子間改變相對位置,整體發生形變,需要一定的時間，才能使電子團整體運動。電子間改變相對位置,電子團形變,電子受影響開始運動，依次出現了時間的延誤，是產生光速的原因。

光速是電子集合在整體運動前，由於阻力作用在運動方向上出現了不同時運動,運動開始時間依次滯後,速度遞減。光速c只是單位時間整體運動電子的距離,與粒子運動速度v不同。光速也就是整體運動前的，物體的形狀和體積發生變化的速度。

受光源影響的運動 電子與其它物體相互影響運動，出現光電效應和彎曲現象,改變空間壓力。物體受引力和磁力作用改變運動狀態，兩物體間的距離變化的原因：物體提高電子的運動速度,空間壓力和反作用力推動物體向心運動。

理論實例

由於電源電壓，電子在導體中運動，說明電子可以自由運動。通過電阻時，電流發生變化。說明眾多電子，受電阻材料的阻力，流量發生改變，電子在原子間隙里流動，對應阻力的是電源對電子的作用力。電源構成的電場沿導線分布過去，速度為近c，在電場作用下，電子作集體的定向運動，被視作巨觀的電流。而在發光材料中電子在運動的同時能級發生較大的躍遷，在向下躍遷的時候發射出光子。發射出的光子具有一定的動量和能量，在接觸到新的介質和物體時，光子可以被物質吸收反射透射或者折射，這都在一定程度上會影響物質的動量以及能量。

傳播定位

由於光散射現象的存在，所謂的光直線傳播，是眼睛對光源的定位。在均勻透明．內部粒子相對靜止的物體中，按一定規律排列的電子受均衡的約束力，運動方向與眼睛與光源兩點間的直線方向保持一致。

電子的運動方向與受力有關，給一個電子作受力分析就可以代表。與其實際接觸的電子有幾個，就受幾個方向的力作用，運動方向是合力方向。作用力合大於阻力合時使電子的運動發生變化，運動方向與合力為零的圓面垂直。

可視物體是電子運動受到阻力產生的反作用力，與光源一樣定位。電子在運動方向上傳遞的力，作用到眼睛時，反映出光源或物體的外觀。舉例:在黑暗的屋裡，在門口的方向看到走廊遠處的光亮，並不知道光源的種類和形狀。

相對運動

光散射是以光源為中心向四面八方傳播開來的現象，眾多的電子受力改變運動時，相互影響，出現了不同的運動方向。

電子在不同的物體和不同的形態中，與原子的相互影響，排列方式不同。透明度高的物體中會出現圖（1）A的排列方式，由於受力均衡，對應的兩個電子的距離相等。六個電子組成的結構，在其它外力作用時，出現形狀的改變，達到受力平衡。

在圖（1）B中，電子的運動方向在光源為端點的射線方向，不在同一射線上的電子，運動方向不平行。所標註的力都是在X．Y軸上的合力,合力數目與電子的數目相等。結構受力平衡運動時，F=MVC/L=F阻cota=4.FX1。隨著電子的移動，結構形狀也不斷的變化。

結構形狀改變後，電子傳遞的橫向力增加，運動方向上的速度降低，移動距離和運動時間縮短,也是光亮度隨距離變化的原因。就像離光源遠，光線比較暗淡。

現象分析

（1） 通過水和空氣界面時，粒子運動狀態

折射現象是在空氣和水中做實驗，空氣有各種氣體分子，水中是單一的水分子和圍繞在分子周圍的自由電子。電子震動幅度較大。氣體分子或原子輕微震動，可以視為靜止。

同等質量的氣體的體積大於液體，分子之間的空隙發生了變化，影響了電子的排列方式。分子間的空隙決定了阻力大小，與分子的間隙成反比，影響了光的強度。

界面有平面或球面的兩種，地球上的水平面也是球面，可以視小面積的水平面為平面。

（2）光的折射的分析

電子的運動方向在單一的水裡和空氣中是直線方向。我們的眼睛對光源和物體的錯誤定位, 只是力在兩種阻力不同物體的界面傳遞時，電子的運動方向發生了改變。光折射現象產生條件:

1)光源與界面的距離,在不同角度上不相等。

2)當眼睛與光源連線到達界面不是最短距離。

3）界面兩邊的物質對光的阻力不同。

折射根本原因是力（作用力和反作用力），隨著傳遞距離的不同，力傳遞到界面時大小不同，力隨著距離的增加逐漸遞減。根據光速不變原理，所需的時間會有差異,電子開始運動的時間不同。由於作用在界面上的電子的力，由於距離的變化，產生的橫向作用力大小不同，打破了原有的受力平衡。界面的上電子運動相互干擾，使電子的運動方向發生改變，向力小的方向傾斜。隨距離變化的橫向力相加，折射角與入射角的增大成正比。

對於某個電子的運動方向的判斷，代入水平面為X軸的坐標，計算合力方向，得出折射角。力沿這個路線傳遞並作用到眼睛時，使眼睛產生了錯覺,將光源（物體）定位到電子運動方向的反向延長線上，兩個眼睛確定了距離。

總結

自然規律產生的現象中，經過對參與運動的物質進行受力分析，能夠得出合理的結論。本篇對電子的運動和受力分析，在光本質上，加深了認識，對其現象的解釋有一定的合理性。