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zqw105589

铁杆木虫 (著名写手)

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[求助] 量子光学为什么和经典理论有矛盾已有9人参与

请教各位物理专家，解释我多年百思不解的疑问。
1、光是电磁波,光具有波粒二象性：顺理成章光子就必然被认为是电磁辐射的载体,而在量子场论中光子被认为是电磁柤互作用的媒介子。处于绝对零度附近的一些物质有超导电性和抗磁性，外于这一温度区的热辐射接近于零，没有光子交换,强大的电场磁场如何体现。或者说两个都处于基态的电子，无法产生光子,也不存在交换光子，相互之间就没有作用力了？这个结论是否与电磁理论矛盾了？
2、电子对之间由于电磁力造成的相互排斥，可以认为是电子对之间交换了光子（光的粒子性）的过程。这里做一个假设：光子是由一个平面镜反射后交换的，这一电子对间的斥力方向会不会偏离两电子的连线？
3、按照电荷之间的作用力可以用交换光子来表达，只要频率相同的光子，能量一定相同，动量也一定相同，不论两点电荷距离远近，只要交换的光子数量一样，频率一样，作用力的大小也一定相等，而库仑定律中两点电荷的作用力大小与两点电荷距离的平方成反比，这是我在什么地方理解错了？
4、爱因斯坦解释光电效应是光子通过碰撞反冲出电子，康普顿解释康普顿效应是光子通过碰撞改变了自身的频率，光是粒子，就一定会发生碰撞。由光的干涉现象说明光子之间可以实实在在的发生作用，而光的独立传播理论又说两束光相遇后，仍然保持它们各自原有的特性（频率波长振动方向相位等）不变，仍然按照自己原来的传播方向继续前进,好像在各自传播过程中没有遇到其他波一样。特别的太阳光经过平面镜90度反射后，应该有数量巨大的光子碰撞到一起，为什么看不到碰撞后的漫反射现象？
5、光子有相对论质量，有动量，是粒子，能碰撞，应该就有动量的矢量叠加效应，在光子反冲出电子的光电效应中，就应该出现频率低于截止频率的多个光子多次碰撞，通过动量的矢量叠加效应撞出光电子来（光子的速度永远大于电子的速度），为什么通过伟人的解释就没有矢量叠加效应了？
6、α粒子和光子都有波粒二象性，α粒子散射实验证实――微观世界是比较空旷的核式结构；α粒子经散射后向各个方向飞去，光子经过反射、折射为什么传播方向如此一致，都严格遵守反射定律、折射定律？
7、光子和电子都有波粒二象性，光在真空中的传播速度是299792458 m/s。光在玻璃中的速度：2.0×10^8m/s 。光在没有外力作用下，从真空射入玻璃，再从玻璃射入真空，速度发生了由高到低，再由低到高的变化，变化方式是台阶式的跃变，不存在渐变；在光电效应中，由于不同频率的光照射金属，产生的光电子有不同的遏止电势差，说明光电子产生后有不一样的速度，电子、质子、中子、α粒子等都不存在各自特有的固定速度，而且只有在外力作用下，速度才会发生渐变，这是为什么？

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1楼 2015-07-30 16:44:59

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leedobb

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引用回帖:

8楼: Originally posted by leedobb at 2015-07-31 09:12:36
真的很难回复你啊。因为若不理解量子场论的话，都不知道该如何跟你解释。
比如3吧，两个电子在哪，然后中间呢可能会有光子交换（而且不是单纯的一个光子的交换，中间光子还可以裂成正电子与电子然后又变成光子，总 ...

关于7
在介质中光子的速度没有发生变化的，如果你盯着一个光子看的话，它在穿过介质过程中有可能很早就被介质的某原子的外层电子吸收了，然后吸收同时它也会同时放出其它光子，这在宏观上好像是被称为散射。总之，当散射得比较“有规律”时，光似乎是可以透射过介质，但很少有光子可以保证不碰到其它电子通过整个介质。这个过程中光的速度看来被改变了。