光电效应电磁说及光波性质探讨

王良 王展伟 王碧洁

摘 要：光的“波粒二象性”理论的提出实质上是对光的本质探究后得出的分析结果。经过世界多位权威物理学家对光的奥秘进行不断的探索实践，发现光不但具备向波一样的传播特性，同时也具备粒子的重要特征。但是基于光的等角反射以及光电效应，显然光的粒子论观点违背了物理动量守恒定律。因此，本文对光波性质以及光的色彩进行探讨，论证光的电场波理论，为相关研究提供参考。

关键词：光电效应;电磁说;光波性质

二十世纪初，爱因斯坦和普朗克将争论了近三百年的光粒子说和光波动说结合在一起，提出了光的“波动二象性”。虽然光的“波动二象性”理论得到了广大学者的认同，但实质上无论是粒子说流派还是波动说流派，在基于原子核结构理论和动量守恒的物理学基本定律下都存在违背物理规律的问题。因此，本文重点探讨光电效应电磁说以及光波性质，完善以往书本中关于“光电效应”、“波尔理论假说”中的不当观点和问题。

1. 光的产生及色彩本质探索

原子是物质最基本的组成结构，物质能够发出光线，在本质上是因为物质中围绕原子核运动的电子形成旋转电场同物质电场叠加，这就导致旋转电场同物质电场之间形成一种复合性的场强信号，这种场强信号在宇宙天体之间相互传播，即为光的由来。而光在外界显示何种颜色，主要是光波频率的大小决定。光的波段频率不同，对应的场强自然不同，所以在人们的视觉观察下，感受到光的颜色也就有所不同。但光的颜色大致分为七种色系，这时由于发光原子中电子运动产生的波频主要对红、黄、蓝、紫四色。发光原子中的电子在围绕原子核运动时会产生摆动性的信号电场，由此又形成了橙、绿、青等三种中间颜色，形成了光的七色光波组。人类是在太阳的光照下发展演化而来的物种，在长期的光照环境中逐步适应了光的七色波频和场强信号，所以人们的的视觉感官中观察到了光的七种颜色。

2.光电效应与等角反射电磁波以及“显量子”解释

2.1光电效应电磁波解释

光电效应主要是指一种神奇的物理学现象，在光照环境下，某些物质内部的电子会被激发出发形成电流，这也是光生电的由来。物理学爱因斯坦通过“光子说”理论对这一物理现象做出了解释，由此光电效应成为“光粒子说”的有力证据。但是后来有学者在物质动量守恒定律的理论基础上，对“光粒子说”提出了质疑，认为若光子是一种几乎无质量的静止微观粒子，其在运动过程中根本无法将被原子核紧紧吸引住的电子撞击出来，这与物理学动量守恒定律是不符的。关于光电效应的解释，若采用光波的场强理论则符合物理学动量守恒定律。在光的相关理论研究中，对光的由来已经做出了明确说明，即光为物体表层电子运动形成的旋转电场与物质电场叠加，形成的一种能在宇宙天体中传播的场强信号。光波电场公式为Ea（t）=Ea→x+Ea（cosα+sinα），公式中Ea是激光机物体发光原子运动产生的旋转电场;Ea→x是旋转电场输送载体的物质电场;Eacosα是光波传输的纵波信号电场;Easinα是光波传输的横波信号电场。

2.2光的等角反射电磁波解释

光在照射某类物质表面时可以出现等角反射现象，这种现象在人们的日常生活中经常能够见到。在基于人们对光的认知层面上，大多数人们会认为这是个光离子射向物体表面反弹致使的。但在科学的层面上，虽然光具有粒子的某种特性，但实际光并非是一种单纯的粒子，否则其照射在物质表面根本无法出现反弹。因此，光波照射在物体表面发生的等角反射现象实际上是光的隧穿透射效应，解释光的等角反射则应该分析光的电场波，当光线照射在物体表面时，光波电场在方向上应分为横纵波电场，此时光的纵波电场与被照物体原子核的纵波电场形成复合电场。但是由于光的间断性特性，纵波复合电场是属于不断变化的，在此过程中物体表面的原子核就会产生反向等值电场。而光的横波电场则没有受物体表面原子核的电场干扰，在场强大小和方向上同光波是始终保持一致，这就使反向等值复合纵波电场与光波的初始横波电场叠加，从而形成了新的反向光波电场。

2.3光的“显量子”的解释

爱因斯坦在光量子理论中具有针对性的解释了光的量子性过程，在他微观视角下，光是一种以光速传播的粒子流，没束光都是由单独的光子组合而成。在基于光的本质理论背景下，当物体表面每个电子围绕原子核运转一个周期，则可以为物质电场提供半个周期的正向的旋转电场，源源不断的光子形成电场波，这种以场强的形式存在，是没有质量的，所以不能将光子单纯的定义成粒子。

结束语：

综上所述，本文在“光波电场理论”的基础上，对光电效应和光的等角反射现象展开研究，通过光的旋转电场脉冲传递现象，验证纯电场波，以避免在后续的相关研究中，将光电场的间断性误认为是单独的光粒子，导致产生错误的学术观点。同时本文通过对光的性质和产生过程做出系统性研究論述，希望为相关学者研究光的传播媒介和载体、光的干涉、衍射、反射、光在传播过程中恒速以及直线性和光电理论等现象和问题时提供理论参考。

参考文献：

[1]彭寿斌，彭飞.光电效应电磁说及光波性质再讨论[J].中国高新技术企业，2017（09）：3-5.

[2]周栋梁，崔正刚.对光电效应中两个问题的讨论[J].物理教师，2018（10）：32-33.

[3]应发宝.利用微观机理诠释光电效应本质[J].湖南中学物理，2018（5）：24-27.

作者简介：

王良（1989.05—），男，汉族;地址：山东省淄博市人，本科，研究方向：光电效应电磁说及光波性质探讨。

王展伟（1979.05—），男，汉族，山东省济南市人，本科。

王碧洁 （1997.01—），女，汉族;地址：山东省济宁市人，专科。