A jelenlegi modern fizika több mint 100 éves. Ma már inkább gátja, mint segítője a tudomány fejlődésnek. Szükség van tehát egy új fizikára. De milyen is lesz ez az új fizika? Erre keressük a választ.
Ha a fénysugár egy testnek ütközik, akkor egy igen kicsi nyomást fejt ki a testre. Ezt a jelenséget már Maxwell megjósolta, de méréssel csak 1901-ben mutatta ki Pjotr Lebegyev (1866-1912) orosz fizikus. A fénynyomást szintén a fény részecsketermészete melletti bizonyítéknak tekintik. Valóban könnyű elképzelni, hogy ha sorozatosan sok-sok pici részecske (foton) esik egy felületre, akkor arra nyomást fejt ki. Ám akik ezzel érvelnek, többnyire hallgatnak arról, hogy Maxwell már jóval azelőtt megadta a fénynyomás hullámelméleti magyarázatát, mielőtt a foton fogalmát kitalálták. Ezért a fénynyomás nem tekinthető a fotonelmélet bizonyítékának, hiszen megvan a helyes hullámelméleti magyarázata.
A fény elektromágneses hullám, amelyben az elektromos és mágneses mező egymásra is, és a hullám haladási irányára is merőlegesen rezeg. Az egymásra merőleges váltakozó elektromos és mágneses mezőből erőhatás keletkezik, ami éppen a hullám haladási irányába mutat. Ez okozza a fénynyomást.
Ha a hullám körkörösen vagy elliptikusan poláros, akkor még forgatónyomaték is keletkezik. A nyomaték fotonokkal nem értelmezhető, tehát a fénynyomás mellett jelentkező nyomatékot csak a hullámelmélet tudja helyesen megmagyarázni. Látható, hogy a fénynyomást fényhullámok okozzák, nem pedig foton-részecskék.
Megállapítottuk, hogy a fényelektromos jelenséghez nem kellenek fotonok.
A szakaszos hullámelmélettel tökéletesen megmagyarázható a jelenség.
A fényelektromos jelenséghez kapcsolódóan létezik olyan kísérlet, amely egy az egyben cáfolja a fotonos magyarázatot. Lássuk milyen kísérletről van szó!
Az eredeti kísérletei során Lénárd Fülöp azt tapasztalta, hogy ha a megvilágító fény frekvenciáját folyamatosan csökkenti, akkor egy határfrekvencia alatt megszűnik az elektronkiváltás, bármilyen erős a fény.
Ezt Einstein azzal magyarázta, hogy az E=h*f képlet szerint, ha a foton frekvenciája (f) a határfrekvencia alatt van, akkor a foton energiája nem elegendő az elektron kiváltásához, ezért nem történhet meg az elektronkiváltás.
Újabb kísérletekkel azonban sikerült a határfrekvenciánál alacsonyabb frekvenciájú fénnyel is elektront kiváltani. Ez a jelenség ellentétes a fotonelmélettel, mert a határfrekvencia alatti foton nem rendelkezik elegendő energiával az elektron kiváltásához, tehát nem válthatna ki elektront. A tapasztalat szerint azonban mégis megtörténik a kiváltás, ami a hullámelmélettel jól megmagyarázható. Ugyanis ha a fényhullám nem tiszta szinuszos hullám, hanem az alapfrekvencia mellett felharmonikusokat is tartalmaz, akkor a rezonancia létrejöhet a felharmonikus frekvenciáján, vagyis mégiscsak megtörténhet az elektronkiváltás akkor is ha a fény alapfrekvenciája a határfrekvencia alatt van.
A tapasztalat tehát cáfolja a fotonos magyarázatot.
Ott tartottunk, hogy minden olyan kísérlet, amelyet jelenleg fotonokkal magyaráznak, tökéletesen megmagyarázható fotonok nélkül, tehát a fotonokra nincs szükség.
Lássuk például a fényelektromos hatást. Azért választottam ezt, mert a fényelektromos hatás volt az a jelenség, amelynek magyarázatára Einstein kitalálta a fotonokat.
A fényelektromos hatást tekintik a fotonok melletti legfontosabb bizonyítéknak ma is. Mindjárt látni fogjuk, hogy nem az, mert a szakaszos hullámelmélettel magyarázható meg igazán a jelenség.
A fényelektromos jelenséget Wilhelm Hallwachs (1859-1922) és Heinrich Hertz (1857-1894) német fizikusok fedezték fel 1888 körül. Megfigyelték, hogy ha egy fémlemez felületét ultraibolya fénnyel világítják meg, akkor a lemezből elektronok lépnek ki. A jelenséget részletesen Lénárd Fülöp (1862-1947) osztrák-magyar fizikus kezdte kutatni 1896 körül, aki korábban Hertz asszisztense volt. 1902-ben publikálta kísérletei eredményét, amelyek megmutatták, hogy, A kilépő elektronok száma a megvilágítás erősségétől függ (erősebb fény - több kilépő elektron). A kilépő elektronok sebessége (energiája) pedig a fény frekvenciájától függ (nagyobb frekvencia - nagyobb energia).
Ekkoriban még nem volt ismert a Bohr-féle atommodell, amely csak később, 1913-ban látott napvilágot. Így Lénárd – ugyanúgy, mint Planck – még folyamatos hullámnak tekintette a fényt. Miért lényeges ez? Azért, mert a folyamatos fény erősségét a hullám amplitúdója határozza meg. Folyamatos fényt feltételezve az volt várható, hogy erősebb megvilágítás (nagyobb amplitúdójú hullám) nagyobb energiájú elektronokat fog kiváltani a fémlapból. De a kísérlet nem ezt mutatta. Lénárd azt tapasztalta, hogy ha megnövelte a megvilágítás erősségét, akkor a kilépő elektronok energiája nem növekedett meg, viszont több elektron lépett ki a fémlapból. Tehát a tapasztalat ellentmondott az elméletnek. Lénárd ezt a rejtvényt nem tudta megfejteni, de nem is tudhatta, mivel ekkor még a fényt folyamatos hullámnak tekintette mindenki.
A kísérletek idején éppen Lénárdnál gyakornokoskodott Mileva Marič, aki néhány évvel később Einstein első felesége lett. Így Einstein jól ismerte Lénárd kutatásait felesége révén. Einstein 1905-ben publikálta tanulmányát, amelyben a fényelektromos jelenség magyarázatát Planck fénykvantumjának „továbbfejlesztett” változatával, vagyis a fotonnal adta meg. Einstein a fénykvantumot egy kompakt, pontban lokalizált részecskének tekintette, mert ekkor még ő sem tudhatta, hogy a fény valójában rövid hullámdarabokból áll. Einstein elképzelése szerint, amikor a fény a fémlapra esik, a fotonok nekiütköznek a fém elektronjainak, amelyeket kiütnek a helyükről. Ütközéskor átadják energiájukat az elektronoknak. Egy foton energiája E=h*f, amelyet ütközéskor teljes egészében átad egy elektronnak. Amennyiben a foton által átadott energia nagyobb, mint a fémre jellemző kilépési munka (W), akkor az elektron kilép a fémlapból. A fennmaradó energia pedig a kilépő elektron mozgási energiáját (Ekin) növeli.
E = W + Ekin
1905-ben – ahogyan sem Planck sem Lénárd – Einstein sem ismerhette Bohr 1913-as atommodelljét. Ha ismerte volna, akkor bizonyára egészen más eredményre jutott volna. Mivel mi már tudjuk, hogy a fény hullámdarabokban születik és így is terjed, a fényelektromos jelenséget meg tudjuk magyarázni a szakaszos hullámelmélet segítségével, és nincs szükségünk a fotonokra.Lássuk mi a helyes magyarázat!
A hullámdarabokból álló fény erőssége nem a hullám amplitúdótól függ, hanem a fényforrásból időegység alatt kiáramló hullámsorok számától (több hullámsor - nagyobb fényerősség). Ez alapján már érthető, hogy a kilépő elektronok száma miért nő meg, ha növeljük a fényerősséget: több hullámsor több elektront vált ki.
A hullámsorozat nem "kiüti" az elektront, mint ahogyan Einstein elképzelte, hanem rezonancia segítségével energiát ad át az atomoknak. Sok-sok atom veszi fel az energiát, amelyek azonnal ki is sugározzák. Ahol a sok hullám erősíti egymást, ott energia csúcsok jönnek létre, amelyek már képesek elektron kiváltására.
Egyszóval a fényelektromos jelenséghez nem kellenek fotonok.
A szakaszos hullámelmélettel tökéletesen megmagyarázható a jelenség.
Sőt létezik olyan kísérlet, amely egy az egyben cáfolja a fotonos magyarázatot.
Minden olyan kísérletet, amelyet jelenleg fotonokkal magyaráznak, tökéletesen meg lehet magyarázni a szakaszos fénnyel, tehát a fotonokra nincs szükség. Egyébként sem tudja senki, hogy mik is a fotonok.
