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5光子与电子的比较5、光子与电子的特性比较 属性 宇称 自旋 静止质量 电量 速度 泡利不相容原理 波函数 色散函数 描述方程 敏感系数 电子 费米子 1/2 m0 e c/n 服从 标量波 抛物线性 薛定谔方程 电势场大小 自由电子 晶体中的电子 波函数 平面波 布洛赫波 平面波 能量本征值 hk/(2m0) 22光子 玻色子 1 0 0 c/n 不服从 向量波 线性 麦克斯韦方程 介电常数和磁导率 自由光子 晶体中的光子 布洛赫波 能带结构En(k) 光子能量h=hkc/0.5能带结构En(k) 有效质量 速度 相互作用 m0 hk/m0 库仑力 m* hk/m *r或r r或 rc/n 群速度 无 镜面库仑 无 注1：根据上面的观点，有效引力质量为0，存在有效电磁质量； 注2：根据上面的观点，存在库仑力，但是非常小。 注3：根据上面的观点，电量不等于0，但是非常小。 在各种粒子的相互作用中，动量守恒定律依然成立，Compton效应与此理论并不矛盾。在光电效应中由于电子的电磁质量具有量子性，所以只有吸收一定频率的光子电子才能逸出。若频率小于该频率，也不能吸收多个光子使电子逸出，因为电子吸收一个光子后电磁能不在其量子态，这一现象用现代物理学理论无法解释。电子吸收光子后电磁质量增加，能级增大。如果频率进一步增大，多余的电磁能将转化为引力能，使电子具有一定的动能。 光子与电子的一个重要区别：光子的数目在传播中不守恒。在吸收介质中光子的数目会减少，而在增益介质中则增加。如果囚禁在反转介质中的光子获得的增益大雨损耗，就可能产生激光。 e+e + ,偶尔也会转化为三个光子，一对几乎静止的正负电子，其总能量为2mc。由于动量守恒的要求，两个光子必定以相同的能量朝相反的方向辐射出来。因此每个光子的能量为mc=0.51Mev,其实它仅为电子的引力能量转化为电磁能量，正负 electric charge中和电磁质量空间量子形式消失，它们激发的electric field的空间结构相互抵消。根据bootstrap关系，所有的基本粒子都是至少由两个基本粒子复合而成的，而且它们之间的关系是可逆的，其中没有哪一种粒子比其他粒子更优越。就是说，任何一种基本粒子都能够充当构成多种其他基本粒子的要素。 当介子衰变为两个光子时，由于光子的引力静止质量为0， 因此介子内部蕴藏的全部引力能量被释放出来而转变为光子的电磁质量的空间量子 形式。在适当条件下，它们还可以从激发space-time中获得，例如正负电子对的产生。Newton讲：“物体变为光和光变为物体是符合自然进程的，自然界似乎以转化为乐”。 光电效应说明引力质量和电磁质量可以互相转化，在转化过程中能量不变，满足能量守恒定律。 0022-+