5、基于客观现实并包含纵向场分量的光子半经典模型

基于客观现实并包含纵向场分量的光子半经典模型

1. 引言

光的传播具有双重性质的可能性早在十七世纪就作为牛顿和惠更斯之间的争议出现，分别是微粒说和波动说。十九世纪麦克斯韦电磁理论发展后，波动说似乎占了上风。然而，二十世纪初，普朗克和爱因斯坦再次引入了光子的微粒观点。光子能量 (E) 由德布罗意关系 (E = \hbar\omega = h\nu) 给出。

尽管光子概念已提出百年，但其内部结构仍是个谜。特别是在寻求客观现实表示时，问题尤为突出。关于光子，至少在三个不同领域存在疑问：静止质量、速度以及自由空间中麦克斯韦方程和波动方程的解。

• 光子静止质量相关问题
  • 频率方面 ：以频率 (\nu) 振荡的是什么？显然，它不可能是静止时就存在的实体。所以，方程 (E = \hbar\omega = h\nu) 中的 (E) 一定与处于振荡运动状态的实体有关，当运动停止时该实体消失。从这个角度看，光子表现得像波。
  • 波粒二象性方面 ：如果光子是波，那么粒子性的起源是什么？
  • 自旋方面 ：如何调和自旋 (s = 1) 和 (E_0 = 0) 呢？自旋对于任意能量 (E) 的所有光子都是常数，它与能量无关，也不依赖于由 (\omega) 表征的运动状态。显然，自旋不可能是非存在的静止质量的属性，那么自旋与什么相关呢？

一种可能的解决方案是放宽静止质量严格为零的条件，允许有微小的静止质量。许多