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，
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
: u2 V2 O2 y9 B+ ^三个问题。
6 v+ @2 p0 ~7 f$ ~* e6 k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
# Y: }  C& H4 R5 q+ T: ]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
3 I% f# ~( Y( R# z, \+ l: O8 ^1 P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
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
, H! \1 {) r  j8 d7 [4 E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
射发生的必要条件。
3 L* V) E; |8 ~- s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
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
. L" W0 x& n1 U$ w5 O9 ^. \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
- e2 s! l4 `1 h3 t8 r9 E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
2
+ s5 x3 U4 F$ ~9 f6 t" t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
光强；
$ C9 N) n6 r5 s2．利用若干光子共同作用的原理，建立了光电磁场单缝、双缝
4 r0 y" ^% v" y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
. I: ?' p" ~% i/ d) g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
5 Z/ J, p, E, e- o! [( I0 O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
/ L6 F+ h0 S* }% i- S, Q. h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
+ S' X. U4 L/ `  @0 @型统一起来，就是光子共同作用的定量表达式。
8 u6 A9 [, i2 y: v, Y) K' E+ G6 R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
  I8 S( G" G0 f9 z( @6 j& O& N+ I* R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
偏振片的过程进行了仿真，得出如下结论：
( \& l# L9 ~0 }. j+ K& Y1. 偏振的真实过程是：当光线到达偏振片时，光线中的大量光
: b3 t( {: B7 g0 `( z8 ?- C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
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，
* q& f5 q6 z) V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
% B* _( b6 m2 O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
新参与其它光子的配对；
% Y7 b1 J( m- a1 d% E9 R2. 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
不能满足马吕斯定律，说明该猜想仍有一定的不足。
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
理
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2012-9-15 08:38 上传

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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。。。

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shefeisi

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wujieskyboy

人山小兀

这些论文很有用！