康普顿效应数学结果的分析

“康普顿效应”数学结果的荒谬──相对论关于“康普顿效应”的“数学证明”远在康普顿以前，观察已经指出，当伦琴射线尤其是γ射线散射时，波长有改变，在散射的辐射中除原有波长外，还出现了较长的波。本来对被散射的伦琴射线的偏振、红移及强度分布，均可从波动观点得到简便的说明。而有人认为，关于散射时频率的改变，也可以赋予伦琴射线以粒子的本性得到解释。对于散射辐射出现较长波的现象，在1922-1923年康普顿利用伦琴摄谱仪仔细地研究，认为它不可以归结为附属因素的影响，而且直接地和散射的机构本身相联系。在实验中，用的是一组银的Ka线（λ=0.5267Ǻ）在同一散射角被不同物质散射时，得出的实验结果是：1）新谱线位置的移动与散射物性质无关；2）当散射物的原子序数增加时，不移动的谱线的强度升高，而移动的谱线的强度降低。相对论的理论家为了用粒子理论说明这一现象，把辐射看成是一群光子流，认为每个电子散射一个完全的光子。为了在这一观念基础上推导计算波长的移动，他们根据相对论的数学关系，一次又一次的避开和不顾其内在矛盾，提出违反既有关系的任意假设，达到拼凑某些观测结果的目的。下面看看在“康普顿效应”中，他们是如何表演数学幻术的。由于根据相对论的质速关系公式201/mm（此处c/），对“光子”将得到0/0mm的不合理结果。为了绕开这一无法克服的理论困难，他们由此推论，“光子”的静止质量一定必须等于零。并又独立的提出一个所谓适用于以速度C运动着的粒子的另一个动量公式，即2/CEP（1）假定此处的C，得到CEP/（1a）又用“光子”的能量hE，那么，ChP/（1b）上面就是所谓“光子”的动量公式。注意：在上述(1)及(1a)式的关系中，表示能量的E就已蕴涵着具质量函数的mC2，这一结果又是没有根据的独立假设。在解释散射辐射波长只与散射角有关的现象，他们根据如图所示作用力关系，解释“光子”对电子传递能量过程。Ahν/chν0/cOφhν0/cBφmvC图3他们认为，在“光子”和电子碰撞之前，电子的动量等于零，“光子”的起始动量等于Ch/0。碰撞之后电子获得动量m，此处的201/mm，而“光子”的动量变为Ch/。应用能量和动量守恒定律，他们列出2202001/CmhCmh（2）他们说，此处m0C2是电子的“静能”，以m表示电子的“运动质量”，重写上式为2200mChCmh（2a）用动量守恒定律给出mChCh//0（3）（注意：为了引出牵强附会结果，由式1引出2-3式都在愚弄读者。其实每个环节所引入的都是未证明的独立假设。全部都是从假设到假设的关系。是在玩弄数学幻术，是在变戏法，可悲！以后我们将看到，它们是互不相容的。）由上述矢量方程及图示的三角形关系有cos)/(2//202222220222ChChChm或cos22022220222hhhCm（3a）又将（2a）式重写为2002)(CmhmC(2b)并取其平方：)(22020022220242ChmhhhCm(2c)从（2c）中减去（3a），并经简单变换后，得到cos1)(/(//00CmhCC）（4）因C/ν=λ及C/ν0=λ0，得出波长的改变公式为)cos1)(/(00Cmh(4a)上式中，量纲为长度的数量h/m0C是三个常数的组合，它并称为康普顿波长，并用Λ标记：Λ=h/m0C=6.624×10-27/(9×10-28×2.99×1010)=0.242Ǻ上述结论是：当散射角给定时，谱线的位移与任何散射物和任何能量或动量的入射“光子”无关。他们认为这是“光子”与电子的一种神奇的动量交换。相对论的理论家在只管计算、不要思维的情况下，也就把这一结果作为宗教信仰接受下来了。上述论述的谬误不是一眼能够看穿的，因为他们引进“光子的动量”关系式及“电子有静止能量”等未经证明的任意假设。这些任意的独立假设是为了拼凑所需结论而特别提出的，它不能从相对论任何站得住脚的关系推导出来。要发现其牵强附会的数学谬误，可以从其结果代入其所根据的关系式进行验算。若其结果是不自洽的，矛盾的，便可看出其论据和论证的荒谬。令h(0)∆E为电子的能量改变，（2b）改写为202CmmCE(2c)又以C×（3）式，同时以∆E替换h(0)，有mCE(3a)很明显，由式（2）、（3）引出的（2c）及（3a）式的结果是不自洽的。以给定的值、结合常数m0、C的既知值代入上述关系式进行验算，可以证明mC2−m0C2≠mC。可以引出：电子的任何速度都等于零或都等于光速C。这一结果说明，所引用的根据（2）和（3）式中存在“A=非A”的逻辑错误。根据逻辑上的归谬法，证明相对论的数学结果对“康普顿效应”的解释是无效的。合并（2c）和（3a）得：202CmmCmC（4）∵201/mm，代入（4）式有：20202201/1/CmCmCm，移项得：20220201/1/CmCmCm=201/)(CCm，即21/)(CC,∵222/C代入，得：222//)(CCCC，求解上式，可得：C或0（4a）不要忘记，上述各关系式中始终都代表电子所得到的速度。即是说，电子的任何速度都等于光速c或等于零。这一荒谬结果说明，所谓康普顿波长也不过是牵强附会的拼凑。以此作为光的粒子性证明是站不住脚的。其错误的根源除了以各种任意假设作为前提，用数学方法去引出牵强附会所需结果外，对照射光和被照射物质的相对状态作了错误假定：没有把被照射物的原子及电子的运动状况列入计算考虑。从散射特征：1）新谱线位置的移动与散射物性质无关；2）当散射物的原子序数增加时，不移动的谱线的强度升高，而移动的谱线的强度降低说明：原子序数增加时，原子密度增加，原子间的凝聚力增加，多普勒效应变弱。观察发现，锂所散射的辐射实际上几乎全部是移动的谱线，而铜的移动谱线的强度与不移动谱线的强度比较并不大。这些完全可以用波动理论的多普勒原理得到简单说明。