光子作用力及光速测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种光子作用力及光速测试装置，包括发射出光束的光源、在所述光束传输路径两侧设置的一对极板、调节所述极板之间的距离的间距调节器、以及用于展示经过所述极板的光束的光斑的展示器件。通过改变不同的极板及测试条件，并通过光束投影到展示器件上的光斑，来观测光斑的变换(化)，从而推导、测算出光子与光子之间是否有作用力，什么对光子有作用力及光速，是一种创新的仪器设备，为光学及原子结构研究提供了有力的支持。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测试装置，更具体地说，涉及一种光子作用力及光速测试装置。
技术介绍
我们知道原子能吸收光子，如暗室中有一束光可把暗室照亮，当光束消失后室内会立即变暗，也就是说室内物质将光子完全吸收了，物质是由原子组成的，即原子对光子有吸引力，而原子是由中子、质子、电子等组成的，到底是原子中的所有粒子都对光子有引力还是它们之间的某一种粒子对光子有引力。这个问题在目前的学术上还没有定论，目前的学术理论只说了原子跃迁发射光子，至于光子处在原子中的什么位置，是怎样运动的也没有定论。而且，现有技术中不存在对光子作用力进行测试的仪器装置等，给学术研究、测试带来了极大的不便。 伟大的科学家卢瑟福提出的原子结构为微观世界奠定了基础，而卢瑟福原子结构只确定了，电子、中子、质子之间的关系，可是现在在原子中发现了更多的粒子，如光子、μ子、中微子、轻子、介子、重子、夸克、快子等粒子，特别是光子，光是我们日常生活中无时无刻不能离开的，这些粒子存在于原子中的什么位置？是怎样运动的？现有技术中都没有相关的设备进行验证、检测等。光从牛顿主流的粒子说到胡克、惠更斯等的波动说，再到爱因斯坦波粒二象性，之后几乎没有什么争论了，大量的试验证明，光的波粒二象性是无可非议的，可是粒子和波动是牛马不相符的，粒子是颗粒的，是走直线运动的，有个体特证；而波动是群体的，是纵、横同时运动的，两者是截然不同，也就是说光要么是粒子的要么就是波动的。如果光是粒子的，那么光子的运动就不是纯直线而是波动的S形的直线运行，才能解释光的波动性，如果光是波动的，就得解释波动是怎样产生光电效用。现在大量的事实证实光是粒子的，那么，光子是怎样S形的波动运动呢？下面我们用前辈门的科学结晶来推理和论证原子的结构。首先我们来论证原子跃迁到底能不能发射光子？伟大的科学家卢瑟福提出的原子结构理论在当时无法解释电磁波的辐射，按当时的经典电磁辐射理论，卢瑟福提出的原子结构理论是不稳定的，电子绕原子核旋转时会辐射电磁波而消耗能量，最后电子会被原子核俘获，而事实不是这样的。因此伟大的科学家玻尔提出了原子跃迁理论，在此之后爱因斯坦又将它更完善。原子跃迁理论是根据电子与原子核之间的距离差会有能量差(动能与势能之和，根据这些能量差来确定能量轨道，当电子从不同能量极的轨道跃迁时就会发射或吸收光子，这就是跃迁理论。现在的微观物理有个较大的缺点，就是很多理论在短时间内没有办法证明是否正确。能符合经典力学解释的几乎可以得到立即认可，可是用经典力学解释不了的，通常科学家门用非经典力学的假设来说明，而学者门用经典力学来提出质疑时，他可以说经典力学不适用于它，这样就形成较长时间的纠结，如光是波还是粒子就争论了一个多世纪。不管微观物理是否遵守经典力学，但是它们都遵守能量守恒定律，这一点是公认的了。特别是原子跃迁理论，它没有指出光子发射的力学机理，也不能用经典力学来解释，而完全是由能量守恒定律根据能量的平衡来推理光子的发射，如果跃迁理论违反了能量守恒定律，它就没有一点科学依据了。电子到底能不能跃迁发射光子，这里关键要论证电子在不同的轨道到底有没有能量差，是否有多余的能量来发射光子，是否遵守能量守恒定律，如果没有能量差，原子跃迁时就没有能量来发射光子，原子跃迁发射光子就违反了能量守恒定律，也就是说原子发光并不是原子跃迁发射的。由于原子跃迁是微观物理的重要理论，它出现错误微观物理就会出现崩溃性的错误，教科书都要改版，原子跃迁理论现已进入高中教材了，可见它的严重性。为此，我们来详细的重复计算玻尔跃迁理论的能量轨道到底有没有能量差。为了能让一般学者能看懂，这里会写得非常通俗，请专业人士理解，不要认为是哆嗦。我们先用简单的数字比喻法，来描述动能与势能之间的关系和玻尔理论的电子轨道能量关系，图4是一个自由落体的动能和势能转化关系，势能通常是规定无限远(高)处的势能为零，所以这里最高点的势能为零，势能是引力做的功，而动能就是运动产生的功。在 自由落体中，物体受到地球的引力而运动，是势能做功，根据能量守恒定律，势能所做的功没有其它地方消耗，所以自由落体的势能全部会转化成物体运动的动能，因此势能少I变成-1，动能就会增加1，由O变成1，如此类推势能由O变成-I、-2、-3、-4、_5，动能就会对应的由O增加成1、2、3、4、5，如果我们将任一位置的动能与势能相加就会得到-1+1=0、-2+2=0、-3+3=0、-4+4=0-5+5=0,见图4，也就是说自由落体中物体无论自由落在什么位置，该处的动能与势能之和总是零。而波尔认为电子绕原子核运动的动能与势能变化不同于自由落体的变化，电子在跃迁(径向运动)时电子的势能并没有完全转化成电子的动能，而是一半转为了电子动能，另一半能量用于发射光子，见图5，即不同半径处的电子动能与势能之和的总能量不同，如_1+0. 5=-0. 5,-2+1=-1,-3+1. 5=-1. 5、-4+2=-2、-5+2. 5=-2. 5，也就是半径越大能量绝对值越大，反之半径越小能量绝对值就越小，电子由外层跃迁到内层要释放能量而发射光子，内层电子跃迁到外层要吸收光子或能量。以上虽然不是实际数据，但用于比喻是很相似的。这里请特别注意；电子绕原子核运动有两个方向的速度，一个是引力(经向方向)速度，另一个是圆周运动方向速度，后面将会重点说明波尔所引用的动能速度是哪个？了解了波尔的意图，我们来看玻尔的推理便可知道是否正确。按波尔理论，氢和类氢原子是由质量为m、带有负电荷e的单个电子和质量为M、带有电荷+Ze的原子核所组成的，电子围绕着原子核作圆周运动，如图6所示，Z是原子序数，对氢原子来说Z=l，电子与原子核之间的静电吸引力(Fgl=kZe2/r2)，等于电子围绕原子核转动的向心力(F=mv2/r)，因此mv2/r=kZe2/r2(I)式中，r为电子与原子核间的距离，即原子半径，V为电子绕核转动的速度，k是静电引力常数。玻尔引用量子论，提出了一个假设，电子的角动量mvr，只能等于h/2^1的整数倍，即mvr=nh/2 π(2)式中，h为普朗克常数，等于6. 626176*10_34J. s，n称为主量子数，可取正整数1、2、3……。玻尔的这个假设，意味着电子运动的轨道不是故意的，而只能是一些量子化的轨道，把(I)式和(2)式联立起来，可以解出玻尔模型中的氢和类氢原子中电子的轨道半径为r=n2h2/4 π 2me2Zk(3)并可得出电子的轨道速度为V=2 31 e2Zk/nh(4)根据玻尔的这个假设算出电子在每一个玻尔轨道上的总能量，从经典的观点来讲，这总能量就是电子势能与动能之和。电子的势能就是电子引力的做功即EP=W=Fdr=kZe2/r2dr=kZe2 (IVr2-IVr1) =kZe2/r2-kZe2/r1 令电子与原子核无限远处的势能为零BP Ep=-kZe2/r (Ep 是电子势能) (5)电子的动能是=-历F2(注请特别注意波尔这里引用的动能是否正确)由(I)式得电子动能为Ek =^m Fr~=kZe2/2rL j所以电子总能量为En=Ep+Ek=-kZe2/r+kZe2/2r=-kZe2/2r=-2 π 2me4Z2k2/n2h2 (7)以上是波尔的轨道能量方程推理，这里的关键就看电子的动能到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光子作用力及光速测试装置，其特征在于，包括发射出光束的光源、在所述光束的传输路径两侧设置的一对极板、调节所述极板之间的距离的间距调节器、以及用于展示经过所述极板的光束的光斑的展示器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷衍章，
申请(专利权)人：雷衍章，
类型：实用新型
国别省市：