分析光子在碰撞中形成色散

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分析光子在碰撞中形成色散
作者 曾展刚
本文分七大部分：
一、以光子种类描述色散的缺陷
“白光由各种颜色的光组成”以光子种类描述色散，未能解释各种色光的频率、波长为何有差异。太阳光谱有暗线，太阳白光的组成比各种色光的组合更复杂；光子种类多于各种颜色的光，混杂不可见光（如X光）的各种色光组合也被称为白光。
即使只是考虑可见光，此结论也面临难题：
各种色光是白光的组成部分，它们要以适当比例混合才能组合为白光。
在白光中亮起红灯，红光源改变原来白光中各种色光的组成比例，在红光源周围的白光转变为红光。改变组成白光的各种色光比例就会改变白光颜色。显然，不同组成比例的各种色光不一定能组成白光，白光显现白色与组成白光的各种色光比例有关。
透明的钻石和水晶有不同成份和结构。白光透过同样形状的钻石（强色散）或玻璃（弱色散）得到不一样的色散效果，当中各种色光的组成比例明显不一样。白光可以被不同成份和结构的物质分解为组成比例不同的各种色光。
既然各种色光要以适当比例混合才能组合为白光，那么，为什么白光可被不同成份和结构的物质分解为组成比例不同的各种色光？
如果以不同成份和结构的物质吸收各种色光会有所不同来解答此问题，则需要面对更困难的问题，不同成份和结构的物质如何吸收各种色光及为何会有吸收各种色光的差异？
二、应从物质运动变化的角度描述色散
玻璃包含氧和硅元素、钻石包含碳元素， 白光照射透明的钻石和玻璃所产生的光谱有差异。不同元素及由不同元素构成的不同成份物质会有不同分析光谱。
在同一棵树上，年轻翠绿树叶形状饱满、年老枯黄树叶形状干瘪，它们的成份和结构有差异，白光下的颜色也有差异。树叶的不同成份和结构影响着树叶的反射光或折射光的颜色。
各种色光要以适当比例混合才能组合为白光，而白光透过不同成份和结构的透明物体却可产生不同组成比例的各种色光。显然，白光透过不同成份和结构的物质所发生的运动变化是问题关键。
把分解白光的光谱扇形绘画于圆盘，高速旋转此圆盘就呈现白色。牛顿以此方法解说白光分解的色光可复合为白光。如果圆盘没有转动，圆盘的光谱就不能形成人们的白色视觉。很清楚，光的运动变化影响光的颜色。
空气中的纵向光速快于玻璃中的纵向光速，光从空气中到三棱镜、从三棱镜再到空气中都发生了折射和纵向光速变化。牛顿的色散实验中明显发生了光的运动变化，应从物质运动变化的角度描述色散。
三、光子自旋速率可变
光子是自旋玻色子，同时横向自旋和纵向运动。要全面考察地球运动需要考察地球同时自旋和公转。同理，要全面考察光子的运动，要将光子横向自旋和纵向运动的速率都予以考虑。
太阳的各大行星的自旋速率各不相同，自然现象说明：
同时横向自旋和纵向运动的物体所具有的横向自旋速率可以变化。
真空中的光速c是现时发现的最快速率。考察真空中的光子运动，要考虑光子纵向运动的光速c、横向自旋的可变速率（数值变化区间是0至c）。
四、需要考虑高速运动光子和与之连接的物质发生碰撞
高速运动物体容易和与之连接的物体发生碰撞，如时速1000公里的飞机与空气碰撞。真空中光速c约每秒30万公里，衡量光子运动需要考虑光子和与之连接的物质发生碰撞。
五、光子在碰撞中形成色散的原理及事实依据
（一）光子形成色散的原理
光子在碰撞中发生的运动变化形成色散。
（二）事实依据
在白光灯照射下，轻轻拨动铺贴白色瓷片的水池中的静态清水，可发现被拨动清水的周围产生色散变化。
下面列举证明该原理的三个事实依据：
1、火焰温度高低影响色散变化
物质相互碰撞、摩擦形成热量。温度越高，火焰中的微粒相互碰撞、摩擦越剧烈。
炼钢工人通过观察火光颜色来判断炉火温度高低。温度高低体现火焰中微粒相互碰撞、摩擦的剧烈程度，影响着色散变化。经验证明光子在碰撞过程中形成色散。
2、光的干涉形成色散变化
两束同频率、相差稳定、振动方向一致的光柱相互接触形成干涉，光的干涉出现多种色光构成的色带。相互干涉的群体光子相互接触会发生碰撞，在它们的相互碰撞过程中形成色散。
3、极光
极光是常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。
极光是来自太阳活动区的带电高能粒子流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。（节引于百度百科《极光》）
微粒在爆炸、燃烧过程发生相互碰撞和会形成彩光；太阳带电高能粒子冲击磁极地区的高层大气分子也发生物质之间的相互碰撞和形成了彩光。大自然简单直接地将色散现象展现于物质之间的相互碰撞过程中。
六、光子在碰撞中形成色散的主因
（一）光子运动变化包含纵向运动速率、横向自旋速率、形状三方面变化
令同时横向自旋和纵向运动的两个形状相同的玻璃珠或皮球相互碰撞，它们横向自旋和纵向运动的速率会在碰撞中发生改变。
显然，碰撞过程中力的作用可改变物质同时横向自旋和纵向运动的速率。
碰撞过程中力的作用会改变物质形状，如汽车碰撞的变形。
同理，光子在碰撞中发生的运动变化包含纵向运动速率、横向自旋速率、形状三方面变化。
（二）光子横向自旋速率及其形状变化是形成色散的主因
1、光子纵向运动速率的变化不是形成色散的主因
黑暗空气中将手电筒的白光垂直照射方块状无色透明玻璃的平面。白光透过玻璃时发生纵向运动速率变化（玻璃的纵向光速慢于空气的纵向光速），玻璃中没有明显的色散变化。
另外，各种色光可以在真空中以光速c纵向运动并保持其色彩，纵向光速无分别而色彩有分别。
显然，光子纵向运动速率的变化不是形成色散的主因。
2、光子在碰撞过程中的横向自旋速率及其形状变化是形成色散主因
将地面纵向运动的皮球或玻璃球垂直撞击墙体表面，皮球或玻璃球垂直墙体表面反弹，这过程中很少会形成横向自旋而多以纵向运动进行反弹。
将地面纵向运动的皮球或玻璃球斜向撞击墙体表面，皮球或玻璃球斜向反弹，在斜向反弹中容易形成同时横向自旋和纵向运动。
经验表明：将球体碰撞刚体平整表面，刚体平面受倾斜撞击的反作用力容易侧面推动球体而令它发生自旋变化，刚体平面受垂直撞击的反作用力不容易侧面推动球体而难以令它发生自旋变化。
黑暗空气中将手电筒的白光倾斜照射方块状无色透明玻璃的平面，透入玻璃的白光倾斜照射玻璃六个截面中任意一个截面后形成明显的反射光，也形成明显的色散变化。
黑暗空气中同样的手电筒白光、同样的方块状无色透明玻璃，白光倾斜照射玻璃平面与垂直照射玻璃平面产生不同效果：
倾斜照射玻璃平面的白光在玻璃截面形成玻璃内部明显的反射光和色散变化，而垂直照射玻璃平面的白光在玻璃内部没有形成明显的反射光和色散变化。
倾斜透入玻璃的个体光子在玻璃截面反弹而在玻璃内部形成非垂直的反射光，由于有反弹倾斜夹角，它的自旋速率在反弹过程会发生改变。
垂直透入玻璃的个体光子在玻璃截面反弹而玻璃内部形成垂直的反射光，垂直反射光受到后续的入射光冲击而减弱光反射的观察效果。由于没有倾斜夹角，它难以受到侧面推动而较难改变它的自旋速率。
黑暗空气中手电筒的白光倾斜和垂直照射方块状无色透明玻璃，入射个体光子在玻璃截面发生反弹的过程中形成不同的自旋速率变化，也产生不同的色散效果。
极高速率的碰撞或挤压往往会导致受力物体发生形变。由于光子的运动速率极高，因此，需要考虑光子碰撞或挤压所发生的形变。正因为这样，光子在碰撞过程中的横向自旋速率及其形状变化是形成色散主因。
七、各种色光频率和波长不相同的分析
1、各种色光频率不同的分析
球体的滚动是球体的旋转。一个球体在一个狭窄箱子中的滚动速率越快，它来回碰撞箱子边壁的频率越高。
同理，在相同纵向运动速率的条件下，横向自旋速率越快的光子与包围它的介质之间的碰撞越频密，它的振动频率就越高；反之，光子横向自旋速率越慢，光子振动频率越低。
2、各种色光波长不同的的分析
通常，当同一物体以不同速率穿越同一介质时，其速率较快会受到更大阻力和相应发生较大程度的体积收缩。
同一的水池、高度、玻璃珠，先后两次将玻璃珠自由落下。首先，水池没有盛水，空气中自由落下的玻璃珠撞击地面后形成较大反弹幅度。然后，水池盛水，水中自由落下的玻璃珠撞击地面后形成较小反弹幅度。
在同一高度的空气和清水中自由落下的玻璃珠形成反弹幅度差异的原因在于玻璃珠受到介质的压迫、阻碍有所不同。
象玻璃珠遭受清水较大压迫、阻碍而形成较小反弹幅度一样，在同一介质中，同一纵向运动速率的光子以较快速率横向自旋会由于遭受介质较大压迫、阻碍而在碰撞过程中形成较小反弹幅度，相对应就是它的波长较短。
象玻璃珠遭受空气较小压迫、阻碍而能够形成较大反弹幅度一样，在同一介质中，同一纵向运动速率的光子以较慢速率横向自旋会由于遭受介质较小压迫、阻碍而在碰撞过程中形成较大反弹幅度，相对应就是它的波长较长。
阻力能构成压迫力量，压迫力量会使到受力物体的体积收缩。
在同一介质中，同一纵向运动速率的光子以较快速率横向自旋会由于遭受介质较大压迫而导致其体积较小和密度较大，个头较小是影响其波长较短的另一个因素。相反，在同一介质中，同一纵向运动速率的光子以较慢速率横向自旋会由于遭受介质较小压迫而导致其体积较大和密度较小，个头较大是影响其波长较长的另一个因素。
3、结论和运用
结论：
同一介质中的同一纵向运动速率的光子，其横向自旋速率越快则振动频率越高、波长越短、体积越小、密度越大，其横向自旋速率越慢则振动频率越低、波长越长、体积越大、密度越小。
运用：
真空中紫光、红光都具有同一纵向运动速率c，由紫光振动频率较高、波长较短而可知紫光的横向自旋速率大于红光的横向自旋速率。
由同时公转和自旋的地球具有动能可知物体同时以两个方向运动可形成动能、由E=mc2 和E=(1/2)mv2可知动能与速率平方成正比，由此可知动能正比于纵向运动速率和横向自旋速率的乘积。
因为具有同一纵向运动速率c、紫光横向自旋速率大于红光横向自旋速率，因此，紫光动能大于红光动能。
事实上，紫光动能大于红光动能。

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很久未有会58斑竹了。祝斑竹安康快乐。
可否记得我与你曾经讨论过色散问题？我承诺会给你关于色散的答案。知道地震坛重开后，首发的帖子就是要兑现承诺。
请斑竹多多指教。

lhkcc58

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如果色散是撞击造成，那又如何解释色散的有序性呢？例如棱镜的效果。撞击的效果应该是漫反射吧。