[2011A题优秀论文] 两种光子结构猜想的波动现象解释及仿真

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发表于 2012-9-15 08:37 |只看该作者 |倒序浏览

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题目两种光子结构猜想的波动现象解释及仿真
摘要：
为进一步探索光的内在性质，本文通过描述猜想，验证猜想，建立数学仿真
模型的步骤对题目中两种光子结构猜想——龚氏光子结构模型和经典光子结构
模型进行数学仿真。首先在龚氏光子结构的基础上建立了光的单缝衍射仿真模
型，其次依据本文所做猜想对双缝干涉建立了仿真模型；最后，基于经典光子结
构建立了光的偏振仿真模型。本文的具体工作包括以下几个方面：
针对光的衍射现象，综合运用理论推导和实验数据对龚氏光子结构模型进行
验证。首先对光子结构参数进行理论推导和机理分析，证明其结构参数存在问题，
并提出了改进方法；进而建立光子与缝壁的引力模型和碰撞模型，通过构造光子
的运动微分方程组，对光子经过缝隙的偏转问题进行了数学仿真；最后，将光强
的计算等效为光子负微子的旋转相位矢量的叠加，基于两种光子数在出射方向上
的概率分布，建立了多光子相互作用效果仿真模型，得到与实际相符的光强分布
曲线以及衍射图样。衍射仿真结果表明：基于龚氏光子结构的引力模型不能合理
解释光子的偏转，碰撞模型在一定条件下能产生符合实际的图样；而基于本文所
给光子数关于出射方向是均匀分布的猜想所得衍射光强分布与《光学原理》中的
经验公式相吻合。同时，参数分析表明光子波长，细缝宽度会对衍射明暗条纹的
宽度有所影响；而条纹的光强则与接收点的位置以及接收光子个数有关。
针对光的干涉现象，以光的衍射数学仿真模型为基础，增加了两条缝之间的
相互影响，从而建立了一种基于光子出射速度方向均匀分布的干涉仿真模型。
针对光的偏振现象，基于经典光子结构猜想，将透过偏振镜的光强大小等效
为通过其的光子个数，建立了偏振数学仿真模型。通过蒙特卡洛方法，得到将近
50%的能量穿出比，仿真结果基本与实际相符。
关键字：光波粒二象性干涉衍射偏振