基于光的波粒二象性猜想的数学仿真

madio

题 目 基于光的波粒二象性猜想的数学仿真
摘 要：
本文旨在探讨光子的内在性质，在两种波粒二象性猜想的基础上，
" r' z+ L+ B; j* s$ K建立了相应的数学模型，编写仿真软件进行实验，回答了文中提出的
三个问题。
问题一：为何光的前进方向发生改变，为何要通过很窄的细缝才
$ _1 J4 s! D/ D% z5 x5 A" p会使前进方向改变的问题，我们首先利用龚院士的光微子模型解释如
下：将光子看作阴电子围绕阳电子旋转的系统，它同时具有群速度和
相速度，因此可以将衍射解释为碰撞过程：光子通过衍射缝时，与衍
5 }& ]2 b' k* m射缝内壁发生碰撞，又由于其旋转角动量的存在，在碰撞后前进方向
" _! L# _/ B& ~5 {7 D; O$ P- W  s发生改变；然后我们建立衍射发生概率模型，发现当衍射缝宽与光子
半径的比很大时衍射发生概率几乎为零，这就解释了光必须通过很窄
. ]) }! i1 o' a! d& [的细缝才会有前进方向发生改变的事实。因此，衍射缝宽足够小是衍
! G, x4 l5 S- ~/ f射发生的必要条件。
问题二：若干个光子同时作用的最终效果的问题。我们在Zu 教
" d8 u) L5 Q5 A5 S9 f) N8 F- J授的光电磁场模型的基础上，将若干光子的共同作用解释为光子电矢
量的和，推导出单缝、双缝和多缝等模型的光强空间分布形式的公式，
得出如下结论：
1．若干光子共同作用的强度不仅取决于个数n ， 还取决于它们
  l' ]5 k& U2 m/ T+ s之间的相位差 ，自身频率 以及它们的电场强度p E 。给定任意电场
: p& c( A' q; E8 d2 y% v. h: o) L2
强度、相位的一组光子，我们可以采用求取矢量和的方法计算出合成
2 R9 O3 J( l" v' A. L  I光强；
3 G/ h: E! ]$ ^; L/ h2．利用若干光子共同作用的原理，建立了光电磁场单缝、双缝
和多缝干涉模型，推导出相应的公式，并与玻恩理论中的强度近似公
1 T- j  V4 f' R6 [; |4 ]式进行了比较，它们形式上是近似的，但由于t存在，使得在最终
的光强分布上有一定的差异。双缝衍射模型合理地解释了光子的湮灭
和增强现象；单缝衍射模型是光强空间分布的基础；最后将这三个模
! y2 ^) D3 f1 {6 [# i型统一起来，就是光子共同作用的定量表达式。
问题三：偏振的真实过程。我们在光电磁场猜想中关于偏振原理
的解释基础上，设计了蒙特卡洛验证算法，对自然光和线偏振光通过
0 w3 z$ g' _+ O4 ?偏振片的过程进行了仿真，得出如下结论：
1. 偏振的真实过程是：当光线到达偏振片时，光线中的大量光
子分为左旋与右旋两类，两类光子间随机配对，判断在某一时刻形成
" H, ^' p" ^! h7 D的线性极化光子对的极化方向是否与偏振方向平行或垂直。如果平行，
6 C! c$ r7 r9 p( O; `该光子对将通过偏振片；如果垂直，则该光子对被偏振片吸收；若其
. n( g9 e; c  U9 G! M2 N0 V  U方向与偏振方向既不平行也不垂直，则偏振片迫使该光子对分解，重
: ]+ k0 S. h. S7 T. P, _8 A新参与其它光子的配对；
/ \" i6 c) {. }- i2. 实验表明自然光通过偏振片时，通过偏振片的光子数与被偏
振片吸收的光子数比值稳定在1 附近，自然光通过偏振片后，强度约
减为原来的一半，这说明猜想具有合理性；但线偏振光的实验结果并
7 b+ W  u% Q+ {6 R不能满足马吕斯定律，说明该猜想仍有一定的不足。
0 _, j9 T% w: @) @* V' n! }关键词：光微子模型，光电磁场模型，蒙特卡洛算法，衍射，偏振原
/ B' b' h& o6 ]) N& ?理
A90006033.zip (957.6 KB, 下载次数: 418)

2012-9-15 08:38 上传

点击文件名下载附件
下载积分: 体力 -2 点

柳梅

学习了哈，谢谢

jmdx2006

学习了，谢谢

舒云巻雨

学习了啊~~~~~~~

fengsha

非常感谢！！！

m_pb

支持。。。

m_pb

支持。。。

shefeisi

支持。。。

wujieskyboy

人山小兀

这些论文很有用！