北京
光子的能量：量子力學(xué)認(rèn)為光子的能量是普朗克常數(shù)乘以光子的頻率——hν，光子的能量只取決于它的頻率，頻率越高，能量越大。光子的另一種說法：光子的能量可以表示為它的動質(zhì)量乘以光速的平方——mc^2，那么光子的能量變化嗎？當(dāng)一個光子是另一個光子的波源時，光子的能量可變，當(dāng)光子不是波源時，光子的能量不可變。分析、論證如下：
一、光子不是波源
我們知道：頻率是由波源決定的，理論上，波源沒有變化，頻率就沒有變化，頻率不變，光子的能量就不會改變。這種情況，雖然光子的能量不會改變，但是光子的速度會改變，例如光子在水等媒介中的速度小于光速，如何解析這一現(xiàn)象呢？注：以下的真空，除非特別說明，都指現(xiàn)有理論的真空。
光子在不同媒介可以用方程：mc^2=hν=mC^2/2+kΔλ^2/2——（1）來描述，k是空間常數(shù)、Δλ是光在不同媒介波長的變化量、C是光子在不同媒介的速度、c是光子在現(xiàn)有真空理論的速度。現(xiàn)有真空理論的真空，并非是真正的真空。令c=C，則mc^2/2=hν=mC^2/2+kΔλ^2/2，k、Δλ均不能為零，所以現(xiàn)有理論的真空，并非是真正的真空。這一理論解析：光從真空進(jìn)入水中速度小于光速，再從水中進(jìn)入真空速度不變——回到光速。分析方程：mc^2=hν=mC^2/2+kΔλ^2/2，由于光子的能量不變，光子從真空進(jìn)入水中，m、mc^2不變、C小于c，即mC^2/2變小，kΔλ^2/2必然變大；當(dāng)光子從水中回到真空，m、mc^2仍然不變，kΔλ^2/2變回原來的數(shù)值，mC^2/2也必然變回原來的數(shù)值，即C等于c光速。
再分析方程mc^2=mC^2/2+kΔλ^2/2或hν=mC^2/2+kΔλ^2/2可知：當(dāng)k等于零，此時Δλ也等于零，光子的波長既沒有拉伸也沒有壓縮——媒介是絕對的真空，顯然光子在絕對的真空媒介是超光速的。
二、光子是波源
頻率是由波源決定的，如果光子本身就是波源，那么光子的能量就是可變的。其實，自然界根本就不存在完全相同的兩個光子。當(dāng)光子運(yùn)動到特殊的空間，即能使光子能量改變的空間，光子的能量必然改變。例如光子運(yùn)動到強(qiáng)引力場、康普頓散射等。這種情況，根據(jù)我在科學(xué)智慧火花欄目發(fā)的“從宇宙質(zhì)量損失與質(zhì)能方程看時間的能量本質(zhì)——再評《關(guān)于古地球質(zhì)量及重力加速度的計算》續(xù)”一文中論證的結(jié)論：只要能量變化就會生成時間。對于光子能量變化，必然會生成時間，并且生成時間的倒數(shù)就是光子的傳播頻率，此時光子的能量等于普朗克常數(shù)乘以新形成的頻率，也就是說，這種情況光子本身既是波源也是光子，是光子從一個光子轉(zhuǎn)化為另一個光子。分析方程：mc^2=mC^2/2+kΔλ^2/2或hν=mC^2/2+kΔλ^2/2可知：如果光速不變，即c=C，則m、ν必然變化、kΔλ^2或也變化。
三、結(jié)論
光子的誕生：非光子波源和光子波源。光子在不同媒介運(yùn)動能量是否變化，決定于光子的動質(zhì)量或光子的頻率是否變化，光子的動質(zhì)量和光子的頻率變化與否是同時進(jìn)行的——變或不變是統(tǒng)一的。當(dāng)光子的動質(zhì)量或頻率不變，光子的能量不變——光子并非光源，光子在非真空的媒介傳播必然小于光速；當(dāng)光子的動質(zhì)量或頻率發(fā)生變化，光子能量必然變化——光子是光源，光子在非真空的媒介傳播可以等于光速，并且必然等于光速，是一個光子變化為另一個光子的情況。
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