光的微粒模型對直邊衍射和單縫衍射現象的解釋

關於光的本質問題，歷史上主要有牛頓&34;和惠更斯&34;兩種觀點，雖然都能解釋一些物理現象但並不能解釋所有的光學現象，在雙縫幹涉實驗基礎上發展起來的物理波理論和量子力學，也無法圓滿解釋電子雙縫幹涉實驗和延遲選擇實驗。在綜合分析大量實驗事實的基礎上，我們認為光的微粒模型是能夠解釋所有光學現象的唯一正確的理論，本文將對此進行初步闡述。

（一）光的粒子性本質。我們認為，光的本質是微觀粒子，光子具有如下特點：

①光的本質是微觀粒子，自然界中能夠穩定存在的光子的質量（能量）都是不連續的，所有光子的質量（能量）均為某個最小質量（能量）的整數倍，也可稱為光子的質量量子化。②不同質量的光子內部結合力不同，質量較小的光子內部結合力較大、質量較大的光子內部結合力較小，也可稱為光子的內部結合力量子化。③不同質量的光子在一定條件下可以相互轉換：質量較小的光子可以吸收特定數量的引力子變成質量較大的光子，質量較大的光子在一定條件下也可以&34;拋棄特定數量的引力子變成質量較小的光子。④光子的質量遠遠大於引力子的質量，光子不能吸收單個的引力子卻可以同時吸收若干個引力子並且形成質量更大的、能夠穩定存在的光子。⑤光子的質量不能無限增大，光子存在&34;，超過&34;的光子都是極不穩定的，將在極短時間內&34;生成能夠穩定存在的光子。

光子質量的不連續性已經被實驗證實。上個世紀初物理學家在研究熱輻射現象時發現：任何物體只要其溫度在絕對零度以上都會向周圍輻射能量，同時也會從外界吸收能量。普朗克在1900年研究物體熱輻射規律時發現，只有假定電磁波的發射和吸收不是連續的、而是一份一份進行的，計算結果才能和試驗結果相符。愛因斯坦隨後提出了光量子假說，認為光和原子、電子等微粒一樣也具有粒子性，光就是以光速C運動著的粒子流，他把這種粒子叫光量子，每個光量子的能量E=hν。黑體輻射現象和光量子假說無一例外地說明一個事實：光子的能量是一份一份的，自然界中能夠穩定存在的光子的能量（質量）都是不連續的，所有光子的能量均為某個最小能量的整數倍。自然界中能夠穩定存在的光子質量是不連續的，實際上反映出光子有特定的內部結構，我們不能把光子看作是簡單勻質小球，光子是由比其更低一級的物質形式（或者說更基本的粒子）按特定方式組成的。

不同質量的光子內部結合力不同也有實驗證據。康普頓散射實驗中用X射線觀察康普頓效應較明顯，而當入射光是可見光或紫外光康普頓效應並不明顯。這個實驗表明同樣是與原子中的電子碰撞，質量（能量）較大的光子（X射線）較容易損失能量而質量（能量）較小的光子（可見光或紫外線）較不容易損失能量，說明光子質量（能量）越大內部結合的越鬆散、光子質量（能量）越小內部結合的越緊密。通常情況下，微觀粒子質量越大則越不穩定，比如相比質量較小的原子核而言大質量的原子核更容易發生衰變。再比如電子作為微觀粒子，處於原子核束縛狀態下的電子越靠近原子核質量越小、內部結合力也越大、越容易吸收質量較大的光子，離原子核越遠的電子質量越大、內部結合力越小、只能吸收質量較小的光子，而自由電子則幾乎不會吸收光子。所以從這一點上講，光子質量越小內部結合力越大、光子質量越大內部結合力越小與電子的質量和內部結合力的關係是一致的，這也是比較容易理解和接受的。

光子在同一時刻只能吸收特定數量的引力子目前沒有直接的實驗證據。我們認為，引力作用是通過引力子來傳遞的（也有一些喜歡抬槓的人認為引力作用是通過引力波傳遞的），光子的質量遠遠大於引力子的質量，在同一時刻光子不能吸收單個的引力子卻可以同時吸收若干個引力子形成新的、質量更大的、能夠穩定存在的光子。這是因為，光子吸收1個引力子後極不穩定，會在極短的時間內&34;放出這個引力子，由於這個作用時間極短、作用效果非常不明顯，也可以認為光子不能吸收單個引力子。就像原子核存在&34;一樣（只有特定質量的原子核才是穩定的，充分反映原子核是有特定的內部結構的，是由更基本的粒子按照特定的方式組成的），光子只有同時吸收特定數量的引力子才能形成質量更大的且能夠穩定存在的光子，表明光子能夠同時吸收的引力子數量是不連續的。為簡單起見我們假設光子在同一時刻能夠吸收1萬個引力子並形成新的、質量更大的、能夠穩定存在的光子，也就是說同一時刻光子不可能吸收1個、2個、3個、4個……9999個引力子，因為光子吸收了1個、2個、3個、4個……9999個引力子形成的新光子是不穩定的，將在極短的時間內&34;重新放出1個、2個、3個、4個……9999個引力子，由於光子不能吸收小於1萬個的引力子，所以小於1萬個的引力子與光子碰撞後對光子運動軌跡的改變也是較不明顯的。如果同一時刻光子吸收了1萬個引力子，則光子就會形成新的、質量更大的、能夠穩定存在的光子，由於光子完全吸收了這1萬個引力子，必將完全吸收這1萬個引力子對光子的衝量作用，則光子就會發生較大角度的偏轉，此時光子或者打在中央亮紋以上第一條亮紋處或者打在中央亮紋以下第一條亮紋處（具體原因在後面分析）。

同樣地，如果同一時刻光子與10001個、10002個、10003個、10004個……19999個引力子作用，會發生什麼情況呢？很顯然，光子在同一時刻與10001個引力子作用會吸收1萬個引力子並放出1個引力子；光子在同一時刻與10002個引力子作用會吸收1萬個引力子並放出2個引力子；光子在同一時刻與10003個引力子作用會吸收1萬個引力子並放出3個引力子……光子在同一時刻與19999個引力子作用會吸收1萬個引力子並放出9999個引力子。由此造成在一定的引力範圍內，光子吸收引力子的方式是唯一的，也可以認為光子對引力子的吸收是有選擇性的，所以在一定範圍內光子只有一種較明顯的偏轉方式。在宏觀上看就是光子吸收引力子作用後表現出不連續（量子化）的特性，在屏幕上形成不連續的亮條紋。

光子存在&34;目前沒有直接實驗證據。根據我們目前知道的微觀粒子的特性，原子核有質量上限，雖然不同元素的原子核質量不同，有的原子核質量大而有的原子核質量小，但無論如何原子核質量都是有上限的，超大質量的原子核都是不太穩定或者極不穩定的，單個原子核的質量不可能是無限大；同樣，電子可以吸收光子增大質量，但電子也有質量上限：存在&34;，超過&34;的電子都會在極短的時間內&34;放出光子從而減小質量並回到穩定狀態。據此，我們推測光子也存在&34;，超過&34;的光子都是不穩定的、將在極短時間內&34;放出引力子並重新形成能夠穩定存在的光子，這條推測很好理解，畢竟誰也沒有見過拳頭大的光子。

（二）光子偏離直線傳播現象是由引力作用引起的。

我們知道，光子經過窄縫或者經過不透明物體都會發生衍射現象，由於光子不帶電並且也不在電場或磁場中偏轉，所以光子偏離直線傳播不可能是靜電力、磁場力作用的結果，現在就只剩下一種解釋，光子偏離直線傳播是光子在引力下的結果。

有人對引力作用可以引起光線偏轉嚴重表示懷疑，認為這是不可能的。實際上在上個世紀科學家已經通過觀測證實：從遙遠星系發出的光經過太陽表面時會在引力作用下發生彎曲（引力透鏡現象），說明光確實會受到引力作用，引力作用也的確可以使光線偏離原來的運動軌跡。據此推理，光經過任何物體表面都會發生偏轉，這就是我們通常看到的直邊衍射現象；對於窄縫來說由於窄縫兩邊是由物質實體組成的當然存在引力作用，所以光通過窄縫發生彎曲（偏轉）這個觀點至少在理 論上是可行的。

事實上我們在日常生活中也的確能夠觀測到光的衍射現象，常見的物體比如刀片、鉛筆、手指縫等等，都能夠觀測到光照射這些物體而產生的衍射現象。所以研究引力作用使光線彎曲既有理論依據也有實驗基礎，並不是我們異想天開的結果，如果我們的推理與實驗結果完全相符那就說明我們的假設有可能是正確的，反之如果我們的推理與實驗結果完全不相干，說明我們沒有那個實力，就該趁早放棄，再也不要去做物質波理論的掘墓人了。

（三）光的微粒假說對直邊衍射現象的解釋。光的直邊衍射是指光在傳播方向上遇到不透明物體後在屏幕上形成特定衍射圖案的現象，它和單縫衍射最大的不同在於單縫衍射有兩條邊而直邊衍射就一條邊，並且直邊衍射現象在我們日常生活中是非常普遍的。實際上光遇到任何不透明物體（包括直邊的、非直邊的、多邊形的或者任意形狀的）都能夠形成特定衍射圖案，通常情況下由於直邊物體的衍射圖案比較簡單，更加方便我們的研究，所以我們討論的重點也是直邊物體的衍射現象。

直邊衍射條紋的特點。上圖是光的幾種衍射現象，其中光照射在刀片上產生的直邊衍射現象是我們分析的重點。一般情況下，直邊衍射條紋有如下特點：1.在幾何陰影區內,光強迅速下降,但並不為零,仍有較弱的能量分布,距幾何陰影一定距離（3～4mm）後光強才逐漸減弱到接近於零。

2.幾何陰影分界線處光強既不是最大,也不是最小,光強約為無直邊衍射屏時的1/4。

3.在幾何陰影區外產生明暗相間的條紋,但明暗條紋僅限於離幾何陰影分界線很近的範圍內。也就是說在幾何陰影區外光強重新分布,產生振蕩起伏,隨著與幾何影邊緣距離的增大,條紋變密,振蕩幅度逐漸減小,最後光強趨近某一定值。

4.幾何陰影區外距幾何陰影較遠時,光強趨於均勻,保持不變,與無直邊衍射屏時相似。

如上圖所示，B（O）點把光子能夠到達的區域分成了幾何陰影區內（AB區域部分）和幾何陰影區外部分。從圖中可以看出，在幾何陰影區內AB部分光強隨著離幾何陰影分界線BO距離的增大而迅速減小；在幾何陰影區外CB部分光強隨著離幾何陰影分界線BO距離的減小而迅速減小；在幾何陰影區外CP部分光強隨著離幾何陰影分界線BO距離的增大光強的波動性逐漸減小；當距離幾何陰影分界線BO足夠遠處時光強趨近於定值、波動性消失。

我們認為光的本質是粒子，光子在引力作用下可以發生偏轉，但是單個引力子對光子的偏轉作用極不明顯，光子只有同時吸收&34;個引力子後才會發生較明顯的偏轉。因為光的本質是粒子，所以光子經過不透明物體後並不會因為相互幹涉而消失，打個比方，50000個光子經過不透明物體投射在屏幕上還是50000個光子，並不會少一個也不會多一個。如果沒有引力作用，則光子經過不透明物體後在幾何陰影區內光的強度為零（也就是說光子不可能到達這裡），在幾何陰影區以外不同區域光的強度應該是一致的。事實上由於光子經過不透明物體時必然受到引力作用的影響，由此造成幾何陰影區以外光的強度是變化的，因為光子的總數是不變的，某一區域光的強度增加必然是其他區域光的強度減少造成的，並且某一區域增加的光強一定等於另一區域減少的光強。換句話說，如果在幾何陰影分界線向外一定距離處光的強度大於平均強度，必然有某處的光強度小於平均強度。我們認為光強大於平均值的地方是光子在引力作用下偏轉到此處堆積形成的，某個區域光子吸收&34;個引力子後發生較明顯偏轉，則該區域內的光強必然就要小於平均光強。如上圖所示，DE區域內的光子由於受到引力作用沿著引力方向偏轉到CD區域內，則DE區域內的光強必然減小而CD區域內的光強必然增大。由於距離幾何陰影分界線越近引力就越強，所以越靠近幾何陰影分界線光強的改變就越明顯（光強的波動性也越大），而遠離幾何陰影分界線光強的改變就越不明顯（光強的波動性也越小），當然了距離幾何陰影分界線足夠遠處時光強的改變（光強的波動性）非常小就可以忽略不計了，此時光強等於平均光強。也就是說FG區域內的光強改變必然小於DE區域內的光強改變，CD區域內光的強度要大於EF區域內光的強度。這裡還有一個推論應引起我們的重視，因為光子的總數是一定的，所以CD區域內增加的光強約等於DE區域內減少的光強，換句話說，如果DE區域內的光子數量比平均值少了800個，則CD區域內的光子數量一定比平均增加了800個。

接著分析，上圖中BC區域由於最靠近不透明物體的邊緣，所以在這個區域內光子受到的引力是最大的（相對於其他區域而言），所以從BC區域內經過的光子將在引力作用下偏轉到幾何陰影區域內（即AB區域內），這就造成幾何陰影區域內光的強度不為零的現象。由於BC區域內引力最強、光子受到的引力也最大，那麼光子為什麼沒有形成不連續的亮條紋呢？這是因為當引力較大時，雖然吸收了10000個引力子的光子和吸收了20000個引力子的光子偏轉角度不同、到達屏幕上的位置也不同，但是吸收了10000個引力子的光子同時可能受到多個引力子的碰撞作用，這個碰撞作用使光子發生偏轉，由於該區域內引力強度較大，所以光子與引力子的碰撞非常頻繁，從而導致吸收了10000個引力子的光子的偏轉角度是連續變化的，由此造成幾何陰影區域內的光強是連續改變的。這正是直邊衍射現象第一條特點的形成原因。

如上圖所示（畫得有點醜，將就看一下），如果我們把光經過不透明物體形成的圖案投射在屏幕上，可以看到，幾何陰影區域內從B點到A點光強迅速減弱，幾何陰影區域外從C點到P點經過的光子會表現出&34;並在屏幕上形成以下的光強特徵：離幾何陰影分界線稍近的地方光的強度增加較多並且形成的條紋寬度也越大，離幾何陰影分界線稍遠的地方光的強度增加較少並且形成的條紋寬度也越窄，離幾何陰影分界線再遠一點的地方光的強度增加不明顯並且形成的條紋寬度也更窄，最終離幾何陰影分界線足夠遠的地方光的強度為一個定值，此時光強的波動性為零。這也是直邊衍射現象中第三條&34;形成的原因。

從直邊衍射的實驗事實來看，引力對光子的作用主要有兩個特點：一是當引力作用較微弱時，光子在引力作用下主要表現出不連續偏轉的特點，即光子可能吸收10000個引力子發生偏轉，也可能吸收20000個引力子發生偏轉，還可能吸收30000個引力子發生偏轉，光子吸收不同引力子數量的偏轉角度也不同，可以認為引力作用對光子的作用是不連續的。二是當引力作用較強時，光子在引力作用下主要表現出連續運動的特點。打個比方，吸收了10000個引力子的光子發生1度偏轉，吸收了20000個引力子的光子發生2度偏轉，但是由於此區域內的引力強度較大（引力子密度較大），所以吸收了10000個引力子的光子在與大量引力子碰撞後也會發生連續偏轉，從而形成連續的亮區。

下圖是不同寬度單縫形成的衍射條紋圖案，從圖中可以看出，當單縫寬度小於毫米數量級以後就會形成較為明顯的不連續亮條紋，並且縫越窄形成的不連續亮條紋寬度越大，當縫足夠窄時形成的亮條紋就是連續的了。

有人對我們以上的分析提出質疑，認為刀片很薄、質量也非常小，刀片的引力能夠對光子的運動產生影響嗎？地球的引力場比刀片的引力場不知道要強大多少倍，為什麼地球引力場不會引起光子的偏轉？對於這個疑問，實際上首先需要弄清楚就是在實驗室中通常可以認為地球引力場是均勻的，而刀片周圍的引力場並不是均勻的，離刀片越近引力場越強，由此造成了光在不均勻的引力場中形成不連續的亮條紋：當引力場較弱時光子只能同時吸收10000個引力子發生1度的偏轉；當引力場較強時光子可能同時吸收20000個或者30000個引力子發生2度或者3度的偏轉，當離物質實體足夠近時引力場足夠強，此時光子的偏轉就是連續的了。

（四）光的粒子性對單縫衍射現象的解釋。

光的衍射條紋的特點。一是衍射條紋是明暗相間分布的，位於中央的亮紋寬度最大，約為其它亮紋寬度的兩倍，並且中央亮紋兩側的條紋是對稱分布的。二是不同衍射條紋亮度不同。一般來說，中央亮紋的亮度最大，中央亮紋兩側條紋的亮度隨著條紋離開中央亮紋距離的增加而迅速減小。中央亮紋的亮度＞第一條衍射條紋的亮度＞第二條衍射條紋的亮度＞第三條衍射條紋的亮度＞……＞第N條衍射條紋的亮度。三是縫越窄衍射條紋越向兩邊伸展，其亮度分布也越均勻，縫越寬中央亮紋兩側的條紋亮度越小；當縫足夠窄時中央亮紋兩側的衍射條紋就會消失，此時屏幕上是一片連續亮區。四是不同頻率的光子通過同一條單縫形成的衍射條紋寬度不同，光子頻率（能量）越大其衍射條紋寬度越窄，光子頻率（能量）越小其衍射條紋寬度越寬。如紅光的衍射條紋寬度就大於紫光的衍射條紋寬度。簡單來說光的衍射現象最主要的特點就是光子到達屏幕上的位置是不連續的。

中央亮紋的形成。如圖，當一束雷射經過寬度為a的窄縫時必然會受到縫的引力作用，為方便起見我們把窄縫引力影響區域簡化為1265矩形區域。一般情況下，窄縫引力影響區域可以平均分成合力向上區域和合力向下區域，窄縫中3421區域內引力合力向上、越靠近窄縫上底部引力越大；3465區域引力合力向下、越靠近窄縫下底部引力越大；窄縫中心線（34線）處的引力合力為零。大量光子經過窄縫後，大部分光子可能都沒有機會吸收足夠多的引力子而發生較大角度偏轉，這些光子雖然沒有吸收足夠多的引力子但仍然會受到多個引力子極小的衝量作用，在這個衝量作用下，經過3421區域（引力合力向上）的光子會以一個微小的角度向上偏轉，形成投射到屏幕上的efhg亮區（形成中央亮紋的上半部分）；經過3465區域的光子會以一個微小的角度向下偏轉，形成投射到屏幕上的ghji亮區（形成中央亮紋的下半部分），這樣所有經過窄縫引力影響區域而沒有吸收足夠數量引力子的光子最終投射在顯示屏上形成中央亮紋（efji亮區）。可見，屏幕上中央亮紋是經過窄縫後沒有吸收引力子的光子的集合。由於經過窄縫後沒有吸收引力子的光子往往佔絕大多數，這些光子經過窄縫後會投射到屏幕上形成中央亮紋，所以中央亮紋的亮度是最大的。

根據以上推理，可以得出兩個結論：一是窄縫與屏幕的距離越大則中央亮紋越寬。這是因為經過窄縫後絕大部分光子在引力作用下或多或少會發生偏轉，由於光子經過窄縫後的偏轉角度是一定的，所以窄縫與屏幕的距離越大則中央亮紋越寬。二是縫寬越小則中央亮紋越寬。這是因為縫寬越小則引力越強，光子經過窄縫時與引力子作用的機會就越大因而其偏轉角度也越大，從而在屏幕上形成更寬的條紋。

其它亮紋的形成。因為中央亮紋兩側的亮紋是對稱分布的，所以我們只需要集中精力討論任意一半就可以了，這裡我們討論中央亮紋以下各亮紋的形成。很顯然，中央亮紋以下第一亮紋是由經過3465區域吸收了&34;個引力子的光子偏轉投射在屏幕上形成的。假設經過窄縫的光子質量為100，而引力子的質量為0.001，由於質量為100的光子只有同時吸收至少1000個引力子才可能形成新的、能夠穩定存在的質量為101的新光子，並且由於新光子完全吸收了1000個引力子向下的衝量因而向下偏轉的角度較大，這個新光子會投射在屏幕上中央亮紋以下第一條亮紋區域內。若干個經過3465區域並且吸收了1000個引力子光子偏轉投射在屏幕上就形成第一條亮紋。

同樣，質量為100的光子還可能吸收&34;整數倍的引力子，也就是同時吸收2000個、3000個……n＊1000個引力子。光子吸收了2000個引力子則會投射在屏幕上形成第二條亮紋、吸收了3000個引力子則會形成第三條亮紋……屏幕上的第n條亮紋也是這樣形成的。一般有：中央亮紋處的光子質量＜第一亮紋處的光子質量＜第二亮紋處的光子質量……＜第n亮紋處的光子質量。同一亮紋處的光子質量相同、不同亮紋處的光子質量不同，光子在屏幕上的不同位置是由光子質量決定的而不是機率決定的。

由於經過窄縫3465引力影響區域的光子受到的引力合力是向下的，光子經過該區域時只有光子同時吸收了1000個引力子時它才可能形成新的質量為101的新光子，而由於新光子完全吸收了1000個引力子對其向下的衝量，所以它的運動軌跡就要向下發生較大的偏移，並投射到屏幕上形成第一條亮紋。因為在3465引力影響區域內從上到下引力合力逐漸增大，理論上講越靠近區域底部光子就越有可能吸收更多的引力子，所以經過窄縫底部區域的光子吸收的引力子數目可能是1000個，也可能是2000個、3000個……甚至是N×1000個，這樣它們分別投射在屏幕上就形成第二條、第三條……甚至是第N條亮紋。

因為3465區域是窄縫引力影響區域的一半，所以第一條亮紋的寬度也大約為中央亮紋的一半（嚴格來說第一條亮紋的寬度比中央亮紋的一半要略少一些，原因我們這裡就不分析了）。同樣的道理，因為第二條亮紋的形成條件比第一條亮紋的形成條件更為嚴格，所以第二條亮紋的寬度小於第一條亮紋的寬度。最終有：第一條衍射條紋的寬度＞第二條衍射條紋的寬度＞第三條衍射條紋的寬度＞……＞第N條衍射條紋的寬度。

不同顏色光的衍射條紋寬度不同。在衍射現象中，通常是頻率（能量）大的光子衍射條紋較窄而頻率（能量）小的光子衍射條紋較寬。這種現象是怎樣產生的呢？我們知道，頻率大的光子質量較大而頻率小的光子質量較小，在吸收了相同數目的引力子後，光子受到引力子向下的衝量也相同，在相同的衝量作用下，當然是能量（質量）大的光子偏轉角度小、投入在屏幕上形成的亮紋寬度也小。設光子甲的質量為M1、光子乙的質量為M2，假設它們都吸收了1000個引力子，這些引力子的質量為m，則這兩種光子都獲得了相同的向下的衝量，此時光子甲的質量變為M1＋m，光子乙的質量變為M2＋m，則在經過相同的距離後這兩種光子的偏移量之比為（M2＋m）：（M1＋m）。考慮到引力子的質量遠遠小於光子的質量，則甲乙兩種光子的偏移量之比可近似為M2：M1，即有衍射條紋的寬度與光子的質量成反比的結論，也就是：衍射條紋的寬度近似與光子的能量（質量）成反比。

縫寬和縫的材料對衍射條紋的影響。因為萬有引力遵循平方反比規律，所以窄縫的寬度越小則引力場越強、對光子產生的偏轉作用也越明顯，窄縫的寬度越大則引力場越弱、對光子產生的偏轉作用也越不明顯，當窄縫足夠寬時衍射現象極不明顯此時也可以認為光是直線傳播的。

在單縫衍射現象中，我們提出的引力對光子作用的兩條規律得到了圓滿的驗證：當單縫的寬度小於某一數值時（通常在毫米的數量級上），光子在引力作用下表現出不連續的特徵：在屏幕上形成不連續的亮條紋，當單縫足夠窄時，縫的引力足夠強此時光子在屏幕上的偏轉角度就是連續的了，從而在屏幕上形成一片亮區。

有人提出，如果認為光子的偏轉是引力作用引起的，那麼窄縫材質不同時屏幕上形成的衍射條紋也應該不同，比如在薄紙上劃出的單縫和鐵片形成的單縫產生的衍射條紋就應該不同，鐵的密度比紙的密度大形成的引力場也更強，所以對於同樣的單縫，鐵縫形成的衍射條紋要比紙縫形成的衍射條紋寬。實際上這是錯誤的，因為不論是鐵縫也好紙縫也好，縫中心的引力合力都是零，雖然鐵的密度大形成的引力場強，但是縫兩邊的引力場同時增強並且互相抵消了，因此衍射條紋的形態主要取決於縫的寬度而不是取決於形成單縫的材質密度。當然了，如果縫兩邊的材質不同，則形成的衍射條紋中的中央亮條紋一定不在縫的正中間，如果縫左邊的材質密度大則中央亮紋向左偏，如果縫右邊的材質密度大則中央亮紋就會向右偏。

最終我們有這樣的結論：在光的衍射實驗中，影響衍射條紋的不僅僅有窄縫寬度，製作窄縫的材料密度也會對衍射條紋產生影響，當窄縫兩側材料不同時，衍射條紋總是向材料密度較大一邊偏轉。這個結論很容易證實也很好證實，實際上同樣的材質密度製成的單縫，如果兩邊材質的厚度不一樣時也有類似的結論：左邊材質的厚度大則中央亮紋向左偏，右邊材質的厚度大則中央亮紋向右偏。比如用同一材質製成的單縫，我們把左側加厚則中央亮紋向左偏，把右側加厚則中央亮紋向右偏。

也有人指出，如果認為衍射現象是引力作用引起的，那麼該如何解釋蠟燭燻黑玻璃片的衍射現象呢？如圖所示，我們用點燃的蠟燭燻黑玻璃，此時相當於在玻璃表面塗了一層很薄很薄的碳原子塗層，一般情況下可以認為碳原子塗層的厚度遠遠小於玻璃片的厚度。通常情況下可以認為玻璃是均質的，由於玻璃片的厚度遠遠大於碳原子塗層的厚度，可以認為碳原子塗層的引力作用對光子來說是微乎其微以至於幾乎可以忽略不計的。如果認為衍射現象是引力作用引起的，則當我們用刀片在燻黑的玻璃片上劃出一條劃痕時(相當於去掉玻璃片表面的碳原子塗層)，光線就可以從這條劃痕通過，而別的地方是不透光的，雷射束在穿過玻璃片上的劃痕後由於玻璃片是均質的，可以認為光子在經過玻璃片時受到的引力合力為零，則雷射速通過劃痕後會在屏幕上形成一條亮紋。但實際上，實驗表明雷射速通過劃痕後會在屏幕上形成明暗相間的衍射條紋，那麼這個明暗相間的條紋是怎樣形成的呢？

如上圖所示，如果不考慮引力影響，我們推測雷射束在穿過玻璃片上的劃痕後會在屏幕上形成一條亮紋，但實際上這個推測是錯誤的，這就讓我們很揪心，同時也為我們進一步認識光的衍射現象提供了機會。

如上圖所示，雷射束通過玻璃片上的劃痕後會穿過玻璃，雖然可以認為玻璃是均質的但是以光子的微小尺度而言，某一時刻光子受到的引力合力不為零的機率是很大的，在合力不為零的引力作用下，若光子能夠吸收若干個引力子則光子或者向上偏轉或者向下方偏轉，由此在屏幕上形成中央亮紋以上的第一條亮紋和中央亮紋以下的第一條亮紋。同樣光子也可能吸收更多的引力子從而形成中央亮紋以上的第二條亮紋、第三條亮紋、第四條亮紋……，中央亮紋以下的第二條亮紋、第三條亮紋、第四條亮紋……也是這樣形成的。如果我們在玻璃片上劃出多個劃痕並且製成衍射光柵，則雷射束通過多個劃痕後將在屏幕上形成多條亮紋，很顯然，劃痕越細則屏幕上形成的條紋也越窄，劃痕越多則通過的光子越多所以屏幕上的亮紋也就越亮，這些特點完全符合衍射光柵形成的條紋規律。

事實上極細的一束雷射照射在玻璃上，雷射通過玻璃後也能夠在屏幕上形成不連續的亮條紋，這是因為雖然在宏觀上可以認為玻璃是勻質的，但在光子尺度來講光子在玻璃中運動時受到的引力並不是時刻為零，某個時刻光子受到的引力全力向左並且光子吸收了最小基數倍個引力子，則光子向左發生較明顯的偏轉，同時，光子也可能向右、向上、向下偏轉，並在屏幕上形成不連續的圓環狀亮條紋。事實上電子衍射圖案也是這樣形成的：電子和金屬箔中的原子碰撞損失不同的能量從而到達不同的位置，由此形成不連續的亮條紋。