超黑材料在單縫衍射實驗中的作用機理與重大物理意義剖析

作者：彭曉韜

日期：2020.05.11

[文章摘要]：楊發成先生在《光學實驗中的新發現》一文中公開了自己利用超黑材料進行單縫衍射實驗的相關實驗結果。本人經過認真的分析與研究發現：本項實驗結果證實了本人認為光與介質相互作用後將使介質成為次生光源並產生次生的反射/散射、折射/透射和轉換/熱輻射光的觀點。光的單縫和雙縫實驗並不能證明光具有衍射和繞射能力，而是縫邊緣次生光源作用的結果。因此，此項實驗結果具有重大的物理意義，甚至可以說具有劃時代的物理意義。它充分證明了光本身並不具有衍射與繞射的能力。同時，利用此實驗提供的相關信息，我們完全有理由認為：光與電子的雙縫幹涉實驗出現幹涉條紋也是由於縫邊緣作用的結果。如果將雙縫幹涉實驗中的雙縫板邊緣更換為超黑或不同顏色的材料，其實驗結果將會完全不同於一般縫板材料時的結果。也不能用這些實驗結果來證明光與電子本身具有波動性或波粒二象性。由此，將改寫目前幾乎所有與光與介質相互作用有關的實驗結果的解讀內容與方法。

一、楊發成先生的《光學實驗中的新發現》中的單縫衍射實驗簡介

1、碳納米材料單縫實驗結果

實驗現象: 演示觀察屏與單狹縫屏相距1.0 m,1.50 m，在此實踐過程中，當縫寬調整為零時，演示觀察屏上沒有光線。緩慢調整狹縫寬度，演示觀察屏上僅出現一條平行於狹縫的明亮條紋，並不出現如常規材料實驗中所生成的一簇明暗相間的衍射條紋，如圖2(a)所示。

說明:圖1(a)為演示觀察屏上出現的一條明條紋，在這條明條紋附近有少許散射光點出現，但強度非常小，人眼能觀察到，普通相機拍攝不下來。

二、超黑材料單縫實驗無衍射現象的原因分析

1、光的本質簡述

光是帶電體在相對觀測者（觀測設備與裝置）不同運動狀態下產生的電場與磁場。不同空間位置上的每個帶電體（如原子中的電子與原子核）產生的電場與磁場同時到達觀測者所處位置上的矢量疊加結果才是觀測者觀測到的電場與磁場的真實數據，也就是我們常說的光，包括可見與不可見光。

2、光與介質的相互作用規律

光既然是電場與磁場，而介質多為由不同數量的帶負荷的電子與不同數量帶正電荷的質子構成的原子核組成的不同原子構成的。當光照射到介質上時，自然就會出現原子的極化現象。即：原子的外部電子與原子核受到同樣的外電場與磁場作用時，其運動趨勢是相反的。從而導致原本電中性（實際上原子因存在熱運動，並非理想的電中性，只是當外電場與磁場作用時，原子中的電子與原子核會在原有的基礎上改變運動狀態）的原子成為電偶極子。當外部電場和磁場為時變場時，則由其產生的電偶極子的偶極矩及極性也會是時變的，且變化規律直接與外場相關。

電偶極子的產生會導致次生電磁場的產生。這樣就出現了光致介質成為次生光源的現象。所以，光照射到介質上產生的反射/散射、折射/透射和轉換/熱輻射等次生光並不是入射光本身，而是由介質產生的次生光。大多數情況下，入射光會被改造甚至消失。當然一方面由介質產生的各類次生光的運動方向、強度、頻率與相位等與入射光密切相關，但決定性的因素還是介質的性質及介質界面的性狀。如：反射光與折射光的方向與入射光的入射角密切相關。而散射光與衍射光的方向與強度則主要由介質界面的平整度和形態決定，與入射光的入射角關聯性較低。最重要的光的強度則與介質性質與介質表面平整度密切相關：平整度越高，反射強度越大，散射強度越小；材料的透光能力越強，反射強度越小，折射強度越大。

總之，光與介質的相互作用是入射光將介質激勵成了新的次生光源。因此，除不與介質相互作用的直射光外，所有與光與介質存在相互作用的物理現象與實驗都應該考慮其結果並不是原生光源，而是次生光源產生的。

3、光與介質作用規律的直接證據

圖2 光在介質（虛線左）與真空（虛線右到短實線）中的運動軌跡動圖

圖2說明：通過高速攝影技術獲得的光脈衝在介質（虛線左側）中運動軌跡的真實影響動圖。但在真空（虛線右側至反射鏡短實線）中，光脈衝的軌跡不能被記錄到。

以上事實證明：光在真空中是不可能側視的。也就是在真空中，光並不是電場與磁場相互激勵而向前傳遞的。因此，如果光是電場與磁場相互激勵才向前傳遞的話，它也應該形成向其他所有方向傳遞的次級光。因為變化的電場產生磁場是全位向、全空域的。同樣地，變化的磁場產生電場也應該是全方位、全空域的。也就是說：如果真空中存在電磁互激現象的話，我們就應該能看到真空中光脈衝的運動軌跡。同時，地球上也就不存在夜晚了。地球上夜晚高空中的太陽光就會產生次生光並照亮夜空了。

4、超黑材料無衍射現象的根源

當光照射在單縫板上，部分光從單縫中通過並照射到屏幕上形成與單縫形狀相似的圖形，而其它部分的光被單縫板阻擋而不能到達後方的屏幕上。這就是直射光在屏幕上的成像情形。

如上所述，一般單縫板材料的單縫邊緣會被照射光激勵變成次生光源，且單縫的兩條邊緣基本平行，就會形成兩條平行的次生線光源，它們產生的次生光照射到後面的屏幕上時，由於兩個線光源到達屏幕同一位置上的距離差隨角度有規律性地變化，也就導致光程差有規律地變化而形成幹涉條紋，即俗稱的衍射條紋或衍射現象。

但當單縫板邊緣為超黑材料時，由於單縫邊緣不能象普通材料一樣成為兩條平行的次生線光源，也就自然不能產生次生光並在後面的屏幕上形成衍射現象。

三、超黑材料對光與電子雙縫幹涉實驗的影響分析

1、超黑材料對光的雙縫幹涉實驗的影響

如果採用超黑材料製作雙縫板的雙縫邊緣，則應該與單縫使用超黑材料一樣，光照射到雙縫板時，在後面的屏蔽上只會出現二條與雙縫形狀相關的直射光景像，不會有幹涉條紋的出現。其道理與單縫無衍射現象完全相同。

2、超黑材料對電子雙縫幹涉實驗的影響

如果採用超黑材料製作雙縫板的雙縫邊緣，則雙縫間就基本上不存在因雙縫板溫度非絕對零度而產生的時變電磁輻射。電子通過雙縫時，電子也就不會因縫間存在的時變電磁輻射而改變運動方向。電子在後面屏幕上的位置也就不會呈現散射和類似的幹涉條紋分布現象，只會形成與雙縫形成類似的圖像。

四、超黑材料單縫實驗無衍射現象的物理意義簡析

如果以上分析符合客觀事實，即：超黑材料導致單縫實驗無衍射現象是因為改變了單縫邊緣與光的相互作用性質，從而導致縫邊緣不能成為次生光源。那麼，我們目前對光的本質及其與介質的相互作用規律的認識就是不符合客觀實際的。從而將導致我們目前對很多與光有關的科學實驗結果的解讀也可能是不符合客觀事實的。我們需要從頭重新認識並重新解讀所有有關的物理實驗結果。這些實驗中影響最深遠和最重大的是與相對論和量子力學有關的光速測量實驗、光與電子的運動特性實驗結果。如：MM實驗、斐索流水實驗、光行差常數、光與電子的雙縫幹涉實驗、光電效應、康普頓效應以及與光子有關的所有理論與實踐。

總之，如果本文作者的分析是正確的，則超黑材料單縫實驗中無衍射現象將改變人類對光的本質認識：光既不是電磁波，也不是光子，更沒有波粒二象性。光只是變化的電場與磁場。在真空中變化的電場不能激勵出磁場，同樣地，變化的磁場也不能激勵出電場。而光與介質的相互作用規律是：除非是理想的透明或黑體介質，否則，光會使其遇到的介質成為次生光源並產生次生光。

對光的本質及其與介質相互作用規律認識的改變，將動搖目前主流物理理論的根基，特別是天文學的哈勃定律、宏觀運動理論的相對論和微觀運動理論的量子力學。