论电磁波与光波的传播速度

论电磁波与光波的传播速度 摘要:电磁波与光波的传播媒质不同，这决定了它们并不同一类波。它们在相同的介质中的传播速度并不相同。 关键词:电磁波，光波，传播媒质，电性子，中性子，密度，传播速度 1 经典电磁学的观点 光是什么,经典电磁学认为光是——“光是一种电磁波”，光与电磁波一样，它的传播不需要任何介质，是电磁场在空间的传播。认为光是一种电磁波第一个重要理由是光的传播速度与电磁波的传播速度相同。根据麦克斯韦电磁理论，电磁波在真空中的传播速度为: 1.1 只与电磁学公式中的比例系数——真空的绝对介电常数与绝对磁导率 有关，这个计算结果与光速的测量数值吻合得相当好。 人们把上述的1.1式进行推广，把它应用于介质中，认为电磁波在介质中的传播速度也决定于介质的绝对介电常数与绝对磁导率: 1.2 在光学中人们知道，光在透明介质中的传播速度小于真空中的速度，两者的比值称为折射率: 1.3 如果光是电磁波则其在介质中折射率应该满足: 1.4 由于对于非铁磁物质，，故: 1.5 由于人们对很多的物质进行了测量，发现有好多的物质的折射率与其相对介电常数的平方根非常接近。这是人们认为光是电磁波的第二个重要的理由。 人们大概忘了，一个理论成立的充分条件——理论必须使所有存在情况。比如，如果说牛顿第三定律是正确的，那么它必须适用所有的情况，如果我们能够举出一个反例，就足于把它否定。同样的，麦克斯韦上述的理论是否成立，我们不能只看某些成立的现象，而不看某不成立的现象，比如，在赵凯华、陈熙谋编写的《电磁学》下册第819页(高等教育出版社1985年6月第2版)列中就举出三个1.5式不成立的情况。在人们使用的这么多的介质中，是否只有这三种不满足1.5式的介质呢,不～笔者相信，一定还存在许多不满足该式的物体。 2 电磁波与光波的本质 自麦克斯韦建立了电磁理论之后，人们一直以为电磁波与光波就是同一回事，认为电磁波与光波的传播根本无需任何媒质，它们的传播就是电磁场的传播，也许这就是物质虚无化的开端，也许这是人们根本没有真正认识“场”本质而产生的必然结果。 笔者通过长期艰苦的研究，终于发现了暗物质电性子与中性子，发现了场的实质，发现了电磁波与光波的区别。在宇宙空间的任何地方，都存在暗物质粒子，真空不空～在物理学中所说的场——无论是重力场、电场，还是磁场等等，都是各种物质粒子以各种形式在空间分布的结果。光波并不是电磁波，它们本质的区别在于它们的传播媒质并不相同，光波的传播媒质是暗物质中性子而电磁波的媒质则是暗物质电性子，但是无论是光波还电磁波，它们有各自的传播媒质，它们都是依靠媒质传播的机械横波，只是我们将永远无法看见它们的传播媒质，这就是光波与电磁波的本质。 我们所见到的、听到的、触到的都物体运动的一些表面现象，我们必须从这些表面现象中通过分析研究去发现现象背后的一些反映物体运动的内在规律。 但是长期以来，我们人类的思维受到我们感官的严重阻碍，从而影响我们对事物内在规律进一步的认识。对于我们所看不到摸不着的一些东西，我们常常无法作出正确的判断，只能通过我们想象去描述。尽管暗物质在我们身边存在了几千年几万年，我们人类诞生之日起就在我们身边，甚至没有人类之前，没有地球、没有太阳„„之前暗物质就已经在宇宙中存在，可是，暗物质传播光与电磁波的属性与人类的视觉能力决定人类永远无法看见暗物质，于是这造就了物理学中众多的矛盾，今日，暗物质之谜解开了，这些矛盾也该化解了～ 3 机械横波的传播速度 笔者在《论机械波的波动方程》一文中对机械横波的运动规律作详细的论述，认为机械横的传播速度都满足以下式子: 3.1 式中是媒质体元的剪切弹性模量，是媒质的密度。 在《再论电磁感应与电磁场》一文中，笔者又认为，如果机械横波可以在气体媒质中传播，则其传播速度满足: 3.2 即有: 3.3 对于气体而言，式中的是理想气态常数，是气体的绝对温度，是气体的摩尔质量。同样对于气体而言，由理想气态方程: 3.4 由于气体物质的量，则有: 即: 3.5 所以对于气体媒质，在其中传播的横波的波速为: 3.6 比较3.3与3.6两个式子，我们容易得到: 3.7 这表明了气体(自由粒子的空间整体)压强的物理实质就是其剪切弹性模量。所以，笔者在此郑重预言:对于在气体中传播的横波，其波速为 ，只与气体的密度与其压强有关。 4 电磁波与光波的传播速度 笔者以为，既然电磁波与光波都是机械横波，那么以上对机械横波波速的分析论述也应该适用于电磁波与光波，所有机械横波应该有相同的普遍的运动规律。由于电磁波与光波的传播媒质电性子与中性子没有温度的概念，也没有所谓的摩尔质量与气态常量的概念，所以笔者在此大胆预言:在没有介质原子的相对真空中，电性子与中性子没有、、三个参量，相对真空中电性子与中性子的相对于绝对真空的压强与其密度大小成正比，所以，对于绝对惯性参照系而言，电磁波与光波的传播速度均是不变的恒量。同时，，是电性子或者中性子相对于绝对真空的压强，是电性子或者中性子在相对真空中的密度。 我们知道，自然界的任何温度相同的或者没有温度概念的自由粒子总是从密度高处到密度低处发生加速属性运动，实际上也把这种扩散运动认为是粒子 在“压强”作用下从高压处向低压处运动，如果这种扩散运动终止，则说明空间各处的自由粒子密度处于平衡状态。因而，在某一空间区域中，介质原子间隙间均存在有电性子与中性子，但是这些空间与外界真空空间的电性子与中性子并没有发生扩散运动，这说明介质间隙间与真空中的电性子与中性子密度相等，所以，它们之间的“压强”也相等。故决定电磁波与光波在介质中的传播速度的是电性子与中性子在介质中的真实密度大小。要注意的是，介质原子间隙中的电性子、中性子密度并不是其真实密度，因为介质原子已经占据了一部分甚至是大部分的空间，使介质中的电性子、中性子的真实密度发生变化。 对于电性子，笔者在《论介质的相对介电常数》一文已有论述，其在介质中的密度为: 4.1 故电磁波在介质中的传播速度为 4.2 即电磁波在介质中的传播速度是在相对真空中的传播速度的倍，是介质的相对介电常数。这是笔者在本文中的又一重要预言。 对于中性子，由于介质原子表面分布着大量的中性子，这些中性子甚至把整个原子表面完全覆盖，虽然介质原子间隙的中性子密度与相对真空的中性子密度相等，但是在介质原子表面中性子的影响下，使介质内部中性子的真实密度发生增大，其增大量要视介质原子的密度分布情况与各种原子表面的中性子的数量而定，这就导致了各种介质内部的中性子密度的不相等。设 ，笔者把称为介质中中性子的相对密度，则光波在介质中的传播速度为: 4.3 于是，光波在介质中折射率为: 4.4 由此可见，光在介质中的折射率并不是相对介电常数的平方根，而是介质中中性子相对密度的平方根。 那么，为什么会有麦克斯韦电磁理论中的电磁波速公式呢,在人们尚没有了解电场、磁场的实质之前，人们对电场与磁场的定义恰好与实际情况相符，相对真空绝对介电常数反映了电压与电性子密度差之间的关系: 4.5 在磁场的定义中，注意到相对真空的磁感应强度: 4.6 式中正好电磁波在相对真空的传播速度的平方，是一个常数，也是一个常数。故定义了磁场强度为: 4.7 并令 4.8 所以这才有了麦克斯韦的电磁波速公式。这是经典物理与实际情况的一种巧合。 但是人们不假思索地把该公式进行推广，认为把真空的绝对介电常数与绝对磁导率改变为介质中绝对介电常数与绝对磁导率就可以得到介质中的电磁波速与光速，这是完全错误的，这是一种在完全不了解电磁波速与光速的决定因素的条件下做出的妄断。 5 介质的相对磁导率 笔者在《论介质的相对磁导率》一文中对介质的相对磁导率的产生作了详细的分析，并得到了经典电磁学理论中的相对磁导率的组成。在该文中，笔者通过分析得到介质内部的磁感应强度为: 5.1 其中，是介质中与相对真空中电磁波的传播速度平方之比，即，由上述4.2式可知。与是相对真空中电性子的密度与其运动速度，故是相对真中的磁场强度，而与则是介质中的电性子等 效密度与运动速度，是介质原子的电流磁化系数，令，，则 是介质的磁场强度。可见，真空中与介质中磁场强度并不相等，它不但与外界激发电流有关，而且还与介质原子磁化后的等效电流有关，可见，用安培环路定理求电流周围的磁场的方法是一厢情愿的。通过以上的变化，磁感应强度与相对真空中或者介质中的磁场强度的关系为: 5.2 5.3 令 5.4 则得到了经典电磁学的关系式: 5.5 可见，经典电磁学中的相对磁导率不但包含有因介质原子占据空间使电性子的等效密度发生变化的信息，还包含有介质原子的磁化信息。正因为介质原子的磁化电流取向的因素存在，介质并非一定要有电流才有磁场强度。因此可知，在《论介质的相对磁导率》一文中的比例系数 。 由5.4式我们可以知道只要我们测出相对介质常数与相对磁导率，就可以计算出介质原子磁化系数或者称为分子电流取向系数的大小: 5.6 介质原子的磁化系数与空间的电性子密度等无关，它并不影响电磁波在空间的传播速度，所以，经典电磁学中把介质中电磁波的传播速度认为 是错误的～ 特别声明: 1:资料来源于互联网，版权归属原作者 2:资料内容属于网络意见，与本账号立场无关 3:如有侵权，请告知，立即删除。