电磁波的两种振荡形式与光速不变原理

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电流方向恒定不变，电流大小呈周期性变化的振荡电流叫做单向振荡电流，也称定向振荡电流。与此类似，磁场方向恒定不变，磁场大小呈周期性变化的振荡磁场叫做单向振荡磁场，也称定向振荡磁场。电流的大小和方向都呈周期性变化的振荡电流叫做双向振荡电流，磁场大小和方向都呈周期性变化的振荡磁场叫做双向振荡磁场。根据位移电流或感应磁场的振荡形式，可将电磁波分为单向振荡波和双向振荡波两种。本文详细介绍了两种不同振荡形式的电磁波的形成机理与传播方式，在相对论的基础上，补充完善了光速不变原理，改变了人们对真空光速的传统的认识。

【关键词】光质点 单向振荡 双向振荡 单极磁场

1 对电荷和电场的新认识

传统物理学认为，一个电荷就是一个独立存在于空间的点状物体，电荷的电场是由电荷在空间中激发形成的另一个物质体，这种传统的观点忽略了电荷与电场的整体性。实际上，任何一个电荷都不能看作是一个孤立的点状物体，我们不可能把一个电荷从它的电场中分割出来，一个电荷的电场是由无数与该电荷有关联的物质即光质点（传播光波的质点，由电荷生成，与电荷有割不断的关联）在宇宙空间中按一定的规律分布形成的，每一个电荷和它的电场都构成了一个独立于其他电荷和电场的具有无限延伸性的不可分割的物质体，此即是电荷和电场的整体性。

一个电荷，从宇宙诞生之初便存在至今，它的电量恒定不变，它的电场随着宇宙一起扩张至今，假如宇宙的年龄有130亿年，每个电荷的电场就都有130亿光年的范围。照此推断，整个宇宙的空间，除了实物占据的空间外，都是电荷的电场占据的空间。从整体上来看，全宇宙的电荷的电场矢量和等于零，因此，离电荷远的真空空间虽然有无数个电场分布，但由于这些电场的矢量和等于零，不会对放入其中的电荷产生可以探测的影响。

受传统物理学的影响，很多人自然而然地把两个电荷间的相互作用想像成两个点状物体间的相互作用。事实上，电荷间的相互作用与电场是分不开的。因为每个电荷和它的电场都构成了一个像宇宙一样庞大的不可分割的物质体，所以，两个电荷间的相互作用实际上就是两个“宇宙”间的相互作用，这种相互作用是由局部到整体的。例如：在真空中有一个相对静止的正电荷A，它的的电场并不局限在它周围的空间，而是遍布整个宇宙的，把正电荷B放到正电荷A附近，正电荷A分布在整个宇宙中的场物质即光质点就会有以正电荷B为中心指向各个方向重新分布的趋势，使正电荷A受到一个由B指向A的力，力的大小与AB两个电荷间的距离的平方成反比，这个力表现出来就是正电荷B对正电荷A产生的斥力。与此同时，正电荷B分布在整个宇宙中的光质点也会有以正电荷A为中心指向各个方向重新分布的趋势，使正电荷B受到一个由A指向B的力，力的大小与AB两个电荷间的距离的平方成反比，这个力表现出来就是正电荷A对正电荷B产生的斥力。

把负电荷C放到正电荷A附近，正电荷A分布在整个宇宙中的光质点就会有以负电荷C为中心，从各个方向指向负电荷C重新分布的趋势，使正电荷A受到一个由A指向C的力，力的大小与AC两个电荷间的距离的平方成反比。这个力表现出来就是负电荷C对正电荷A产生的吸引力。与此同时，负电荷C分布在整个宇宙中的光质点就会有以正电荷A为中心，从各个方向指向正电荷A重新分布的趋势，使负电荷C受到一个由C指向A的力，力的大小与AC两个电荷间的距离的平方成反比。这个力表现出来就是正电荷A对负正电荷C产生的吸引力。

综上所述，电荷间的相互作用实际上就是电荷和它自身的电场的平衡状态被引入电场中的电荷打破，使电荷分布在整个宇宙中的场物质即光质点都有以引入电场中的电荷为中心重新分布的趋势产生的一种力，是构成电荷自身电场的光质点对电荷直接产生的力。任何一个电荷受到的电场力实际上都是通过该电荷分布在宇宙中的光质点来传递的。与引力波类似，电磁波的本质就是电场力波，任何一个电荷接收到的电场力波即电磁波都是通过它分布在宇宙中的光质点来传播的。

2 单向振荡波与双向振荡波

无论是电场还是磁场或是交替变化的电磁场，都只能通过电荷或电流的运动变化来体现。一个电荷的电场是由无数与电荷有关联的能与电荷一起共振的物质即光质点在宇宙空间中按一定的律分布形成的，每一个光质点都与生成它的电荷存在着割不断的关联，电荷只能与它分布在宇宙空间中的光质点发生共振，而一个电荷分布在宇宙空间中的光质点不能与其他电荷分布在宇宙空间中的光质点发生共振。因此，每个电荷和它的电场都构成了一个独立于其它电荷和电场的像宇宙一样庞大的不可分割的物质体，每一个电荷都是一个“宇宙”的中心，一个电荷的振荡实际上就是一个“宇宙”的振荡，只是这种振荡是由局部到整体的。

电磁波在真空中传播的过程是无法观察到的，我们只能利用电荷来接收电磁波。当电荷分布在某处真空空间中的电场被其他电荷呈周期性地压缩时，构成此处电场的光质点就会呈周期性地振荡，形成振荡的移位移电流，产生电磁波，通过电荷分布在宇宙空间中的光质点传给电荷。

在将高频交流经过特殊整流技术形成的单向振荡电流中，参与振荡运动的自由电子之间的真空空间里，外电荷分布的电场呈周期性地被单向压缩，使构成这些电场的光质点呈周期性单向振荡，形成单向振荡的位移电流，向外辐射出单向振荡波。

在双向振荡电流中，参与振荡运动的自由电子之间的真空空间里，外电荷分布的电场呈周期性地被双向压缩，使构成这些电场的光质点呈周期性地双向振荡，形成双向振荡的位移电流，向外辐射出双向振荡波。

受传统物理学的影响，很多人自然而然地认为在通电导线中有一个脱离了电子的电场在传播，驱动导线中的电子运动形成电流，这种观点把电子和它的电场分割开了，是错的。事实上，在电流中的每个电子都是由与之相邻的电子驱动的，加在导线端的电压只是驱动了导线端的电子而已，并没有一个脱离了电子的电场在导线中传播。电流中的每个电子做加速或减速运动的动力都来自与之相邻的电子。

在交流与恒流混合形成的单向振荡电流中，参与振荡运动 的自由电子之间的真空空间里，外电荷分布的电场是被双向压缩的，因此辐射出的并不是单向振荡波，而是双向振荡波。

光是一种频率极高的双向振荡波，原子的核外电子跃迁的瞬间会做双向振荡运动一周。向外辐射出一个频率极高的双向振荡波即光波。

双向振荡波主要用于通信，激光武器等，单向振荡波则可用来合成超低频单极磁场，驱动大功率量子引擎。

3 单向振荡波与单极磁场

单向振荡波是由单向振荡的位移电流与单向振荡的感应磁场相互激发交替产生形成的一种特殊的电磁波，这种电磁波在空间中传播时产生的感应磁场都是单向振荡的，且只能表现出单个磁极的力学效应，因此叫做磁单极量子，也称单极磁场。单向振荡波在传播过程中遇到导体，会使导体受到一个单向振荡的感应磁场的作用，产生同频率单向振荡的感应电流。只要在同一处真空空间中激发两个场强方向相同，振荡频率相同，时间差半个周期的超高频单极磁场，便可在此处真空间空间中合成一个超低频单向振荡的无源的单极磁场。将通恒定电流的导体放入合成超低频单极磁场的真空空间里，导体就会受到一个大小和方向都不变的电磁力，这个电磁力可以认为是来自真空空间的，属系统的外力可推动系统前进。这就是能够进行星际跃迁的光速飞船的技术原理。

4 波的粒子性与概率性

无论是机械波还是电磁波，波的频率越高，波的方向性就越强，在与波传播方向垂直的界面上，波的作用范围就越小。在与波传播方向垂直的界面上，频率较低的无线电波的作用范围比较大，能够同时驱动自由电子分布在周围空间中的大量的光质点波动，进而带动自由电子一起共振。因此，频率较低的无线电波遇到金属时，能使金属表面产生同频率的振荡电流。随着波的频率不断地增高，在与波传播方向垂直的界面上，波的作用范围会不断地减小。光波的频率极高，在与光波传播方向垂直的界面上，一个光波的作用范围减小到了只有一个无穷小的光质点，因此，光波不能像频率较低的无线电波那样同时驱动自由电子分布在周围空间中的大量光质点振动，即不能带动自由电子一起共振。一个光波只能驱动自由电子分布在周围空间中的一个光质点去撞击自由电子，表现出明显的粒子性。光波的频率越高，光质点撞击电子瞬间的能量就越大，当光波的频率达到金属的极限频率时，光质点就能把自由电子撞出金属表面，产生光电效应。两个光波同时驱动一个光质点去撞击同一个自由电子的概率为零，而一个自由电子吸收到的光能量又不能垒加，所以，光波的频率达不到金属的极限频率时，增加光强和光照时间都不能产生光电效应。一列光波不会总是驱动同一个光质点去撞击同一个电子，而是每个周期都驱动一个不同的光质点去撞击不同的电子，标记下撞击点，就会发现，撞击点的分布显现出了概率性，由此可见，粒子性和概率性都是波的频率达到了一定值后才显现出来的波的一种共性。

5 真空光速与惯性系

传统物理学认为，场不能做参考系，这种观点并不正确，特别是在研究光速时，这种传统的观点会误 导我们得出错误的结论。因为实物粒子是通过场结合在一起的，所以，每个物体即每个参照物实际上都是由实物和场构成。一个惯性系，不仅包括构成它的实物，还包括实物粒子的场，因为电场和引力场占据的空间都不局限在某处，而是像宇宙一样无限，所以每个惯性系占据的空间都是像宇宙一样无限的。每个惯性系都可看作一个独立于其它惯性系的像宇宙一样庞大的不可分割的物质系统，在这些物质系统中，物理规律都具有相同的表达形式，即每个惯性系都是平等平权的。在每个惯系里，实物粒子和它的场总处在一种相对静止的状态中，即在每个惯性系里，实物粒子的场相对于实物粒子都是一种静态场。在每个惯性系里，电荷接收到的光波都是通过电荷分布在宇宙中的场物质即光质点来传播的，而每个惯性系里电荷分布在宇宙中的电场相对于电荷是静态场，这必然导致在每个惯性系里通过电荷直接观测到的真空光速都是C。

光与实物不同，我们可以观察到一颗子弹在真空中飞行的全过程，但我们永远无法观察到一列光波在真空中传播的过程。

光的本质是在电荷间传播的一种振动，真空光速守恒只能是相对于接收光的惯性系来说的。因此，爱因斯坦提出的光速不变原理并不完善。光速不变原理应陈述为：各惯性系里，通过电荷直接观测到的真空光速都是C；在真空中传播的光其速度相对于接收光的惯性系恒定不变，相对于其他惯性系可变。

这样，既不违背狭义相对性原理，又符合不同角度的惯性系的观察结果。

参考文献

[1]李昌颖.量子发动机[R].武汉：武汉科技信息快报社，2010.11.

[2]李昌颖.单极量子发生器[R].武汉：武汉科技信息快报，2011（05）.

[3]李昌颖.超导量子场推进技术在宇航领域中的应用[J].电子世界，2013（12）.

[4]李昌颖.相对论和量子论的局限与物理学发展的新方向[J].电子世界，2014（11）.

作者单位

广西扶绥县教育局 广西壮族自治区扶绥县 532199