波是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本屬性。任何物體的運(yùn)動(dòng)只要達(dá)到一定的速度，都要發(fā)生波動(dòng)運(yùn)動(dòng)。物體產(chǎn)生波動(dòng)的根本原因在于物體穿過介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)與運(yùn)動(dòng)物體的接觸面發(fā)生變形并主要產(chǎn)生兩個(gè)力向相反的對(duì)物體的垂直作用力，并對(duì)之進(jìn)行持續(xù)的相互作用而使物體發(fā)生波動(dòng)運(yùn)動(dòng)，本文是一篇物理論文發(fā)表，對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)性及其原因展開研究。

　　[摘要] 波是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本屬性，任何物體的運(yùn)動(dòng)只要達(dá)到一定的速度，都要發(fā)生波動(dòng)，物質(zhì)本身不存在波動(dòng)性，只有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)才具有波動(dòng)性。本文主要分析波產(chǎn)生的原因和波的動(dòng)能來源，為進(jìn)一步研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)性的本質(zhì)開辟一條新路，特別是對(duì)光波產(chǎn)生的原因的研究，認(rèn)為光傳播的速度是可變的。

　　[關(guān)鍵詞]物理論文發(fā)表,水波,波的速度,波的動(dòng)能,光波的彎曲

　　一、波的認(rèn)識(shí)

　　1、湖面水波產(chǎn)生的原因

　　(1)現(xiàn)象

　　一塊石頭拋入湖水中，以石頭落點(diǎn)為中心，湖面向四周傳播水波紋。

　　(2)產(chǎn)生水波的原因

　　湖面產(chǎn)生水波的原因有三：①石頭打擊水面時(shí)，打擊產(chǎn)生的能量沿湖水面向四周傳播;②能量沿湖水面前進(jìn)時(shí)，受到前方湖水的阻力;③水面上的大氣壓力和水面下的湖水壓力共同持續(xù)作用于湖水面，兩者方向相反而力量相當(dāng)，上下互動(dòng)，把水波推向遠(yuǎn)方。即能量沿湖水面前進(jìn)時(shí)，前受湖面水阻力，上受大氣壓力，下受湖水向上推力，兩者同時(shí)垂直且持續(xù)作用于湖水面，從而了產(chǎn)生水波運(yùn)動(dòng)。

　　具體來說，如圖：O點(diǎn)是石頭落水的地方，OY是湖水平面，O至Y是水波前進(jìn)的方向，曲線是水波，A和E是波峰，C和G是波谷。在B、D、F、H點(diǎn)上，即在OY線上，湖水向上推力與大氣壓力力量相等。

　　當(dāng)石頭落入O點(diǎn)時(shí)，因打擊產(chǎn)生能量的湖面水向外四周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到湖水向上的對(duì)打擊力的反作用力和前方水面的阻力，使向四周運(yùn)動(dòng)的湖面水先向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)受到湖面上大氣壓力的垂直作用，使其放緩速度，在向A點(diǎn)前進(jìn)的過程中，受到湖水向上的垂直推力逐漸減弱，受到大氣向下的垂直壓力逐漸增強(qiáng)，并且，大氣壓力逐漸大于湖水向上的推力，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的水面受到湖水的垂直推力最弱，受到的大氣壓力最強(qiáng)，兩者力量差最大;接著，增大的大氣壓力把水面向壓低，到大B點(diǎn)時(shí)，大氣壓力與湖水反作用壓力相當(dāng)，但由于水面運(yùn)動(dòng)慣性的作用，使水波低于湖面，在其向B點(diǎn)運(yùn)行的過程中，受到湖水向上的垂直推力逐漸增強(qiáng)，受到大氣向下的垂直壓力逐漸減弱，湖水向上的推力逐漸大于大氣壓力，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，力量差最大;力大的湖水向上的推力將湖面水又推到E點(diǎn)，力量變大的大氣壓力又將湖面水推到G點(diǎn)，如此反復(fù)，湖水向上的垂直推力與大氣壓的垂直壓力的持續(xù)的共同作用，形成了向四周遠(yuǎn)方傳播的水波。

　　(3)水波的動(dòng)能

　　作用于湖面水波上的大氣壓的垂直壓力與湖水向上的垂直推力之間作用力與反作用力的持續(xù)的相互作用。大氣壓的作用力，換句話說，就是水波接觸面上的氣態(tài)變形，恢復(fù)原狀而具有的彈力，湖水的反作用力，就是水面變形，恢復(fù)原狀而具有的彈力，兩個(gè)力相互作用于水面，使水波傳向遠(yuǎn)方。

　　2、波與介質(zhì)的關(guān)系

　　由于波在運(yùn)動(dòng)過程中，一直受到接觸并作用于它的媒介物質(zhì)形態(tài)方向相反的兩個(gè)垂直力量的相互作用推動(dòng)，使波傳得很遠(yuǎn)。因此，波穿過的媒介物質(zhì)越活躍，受到的推動(dòng)力越強(qiáng)，波就傳播得越快。

　　液態(tài)中的波比分子氣態(tài)中的波傳播的速度慢，分子氣態(tài)中的波比離子氣態(tài)中的波傳播的速度慢，以此類推。粒子越小、活動(dòng)性越強(qiáng)的介質(zhì)形態(tài)，波傳播時(shí)受到的阻力越小、受彈性推動(dòng)力越大，因而，波速越快;反之，粒子越大、活動(dòng)性越小的介質(zhì)形態(tài)，波傳播時(shí)受到的阻力越大、彈性推動(dòng)力越小，因而，波速越慢。

　　二、宏觀物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)性及其原因

　　宏觀物體穿過介質(zhì)空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，圍繞物體形成外圍空氣向中心的物體包壓的狀態(tài)，力向相反且相當(dāng)?shù)牧ψ饔糜谖矬w，使物體產(chǎn)生有節(jié)奏的波動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)物體受力的接觸面的不同，可分為扁形(上下、左右)和圓形兩種，分別具有兩種波動(dòng)形式：

　　1、扁形物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)(上下或左右波動(dòng))

　　(1)飛機(jī)的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)

　　①飛機(jī)波動(dòng)飛行的原因

　　飛機(jī)自身動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)它向前作直線運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)前方受到空氣阻力，上面受到大氣壓力(重力)的向下垂直推力和下面大氣向上的垂直浮力，兩個(gè)基本相當(dāng)?shù)牧Φ墓餐�作用，使飛機(jī)在實(shí)際飛行中以動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)而擬作的直線運(yùn)動(dòng)為軸心，環(huán)繞這個(gè)擬直線做上下波動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

　　如圖：OY是飛機(jī)在自身動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)下擬作的直線運(yùn)動(dòng)，曲線是飛機(jī)實(shí)際飛行的路線，A、E點(diǎn)是波峰，C、G點(diǎn)是波谷。B、D、F、H點(diǎn)在OY軸心擬直線上，在擬直線上，大氣浮力與大氣壓力的力量相等。

　　飛機(jī)快速運(yùn)動(dòng)，受到的大氣浮力大增，前面受空氣阻力，其在O點(diǎn)偏離自身動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)擬作的直線運(yùn)動(dòng)而向上飛向A點(diǎn)，在此過程中，飛機(jī)受到的大氣浮力逐漸減弱，而受到的大氣壓力和向下的軸心拉力的合力逐漸增強(qiáng)，在A點(diǎn)時(shí)，飛機(jī)受到的大氣浮力最弱，而受到的大氣壓力和軸心拉力的合力最強(qiáng)，兩者力量差最大。在A點(diǎn)，大氣壓力和軸心拉力的合力將飛機(jī)往下壓低，在此過程中，飛機(jī)受到的大氣浮力逐漸增強(qiáng)，而受到大氣壓力和向下的軸心拉力的合力逐漸減弱，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，飛機(jī)受到的軸心拉力消失，受到的大氣浮力和大氣壓力相等。由于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)慣性的作用，飛機(jī)繼續(xù)被壓低于軸心直線，直到C點(diǎn)，在此過程中，飛機(jī)受到的大氣壓力逐漸減弱，而受到的大氣浮力和向上的軸心拉力的合力逐漸增強(qiáng)，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，兩者的力量差最大。飛機(jī)在增強(qiáng)的大氣浮力和向上的軸心拉力的共同推動(dòng)，又向D點(diǎn)方向前進(jìn)，如此反復(fù)，使飛機(jī)圍繞軸心擬直線作上下波動(dòng)飛行。(軸心拉力的產(chǎn)生是飛機(jī)受自身動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)應(yīng)該作直線運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際飛行中，在外力的作用下，飛機(jī)偏離了這個(gè)直線，自身動(dòng)力系統(tǒng)推動(dòng)力使飛機(jī)應(yīng)該作直線運(yùn)動(dòng)具有的慣性要將其拉回到這個(gè)直線上而產(chǎn)生的趨勢(shì)力量)

　　②飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能

　　飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無疑是它自身的動(dòng)力系統(tǒng)的推動(dòng)力，但是，作用于飛機(jī)并使之產(chǎn)生波動(dòng)運(yùn)動(dòng)的大氣浮力與大氣壓力的垂直的相互作用對(duì)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)也起到輔助的推動(dòng)作用。如，沒有自身發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的滑翔機(jī)也能滑向遠(yuǎn)處，就是使之產(chǎn)生波動(dòng)飛行的大氣浮力與大氣壓力的共同作用而完成的。

　　(2)汽車波動(dòng)前進(jìn)的原因

　　汽車急駛時(shí)產(chǎn)生的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)與飛機(jī)飛行的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原理是一樣的，但由于汽車下面受到基本上無彈性的地面的影響，作用于汽車的上下物質(zhì)形態(tài)有很大的不同，從而使之與飛機(jī)波動(dòng)的形式不同。但是汽車行駛的速度到達(dá)一定的程度，就會(huì)顯現(xiàn)明顯波動(dòng)的特征。坐車在高速公路上飛奔的人，都能特別明顯地感覺到汽車有節(jié)奏的波動(dòng)。其原理與飛機(jī)相同(述略)

　　2、圓形物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)(旋轉(zhuǎn)波動(dòng)前進(jìn))

　　圓形物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)與扁形物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)不一樣，扁形物體的扁平面的正反面是主要的受力點(diǎn)，受到兩種力向相反的力的垂直的共同的作用，使扁形物體的運(yùn)動(dòng)以扁平面前進(jìn)方向?yàn)檩S心直線，圍繞這個(gè)軸心直線上下波動(dòng)。

　　圓形物體運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)要復(fù)雜得多，圓形物體在穿行空氣中時(shí)，受到周圍大氣向中間的圓形物體施加壓力，每一個(gè)力在物體對(duì)面都有一個(gè)力向相反的力與之相對(duì)應(yīng)，并發(fā)生持續(xù)對(duì)立作用，圓形物體周圍作用力的整體對(duì)抗，使物體在穿行中發(fā)生旋轉(zhuǎn)前進(jìn);在所有作用力中，最主要的、影響最大的力還是物體受到的大氣壓力(重力)和大氣浮力，這兩種力的垂直的持續(xù)相互作用，使圓形物體沿著其運(yùn)動(dòng)的方向上下波動(dòng)前進(jìn);因此，總體上，圓形物體的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)波動(dòng)前進(jìn)。(子彈、無翼導(dǎo)彈、火箭就是這一類型)

　　三、微觀物質(zhì)光傳播的波動(dòng)性及其原因

　　1、光的衍射

　　(1)光的單縫衍射

　　如圖3，穿過單縫的光，在其投影板上形成中間是一條大的亮條線紋，兩邊分布亮暗相間的多條小條紋的現(xiàn)象。

　　形成原因：從單縫射出的片狀光束穿過大氣空間時(shí)，前方受到空氣的阻力，光束片的兩側(cè)又受到力向相反的空氣大氣壓力的垂直的持續(xù)的相互作用，使光束發(fā)生波動(dòng)傳播;在波動(dòng)傳播時(shí)，原大光束邊緣的光被空氣分割而發(fā)生分散，在原大光束兩側(cè)形成多條更小的小光束片條，每條光束片的兩側(cè)都受到力向相反的空氣大氣壓力的持續(xù)的相互作用，使每條光束都發(fā)生波動(dòng)傳播，從而在光束投影板上形成條形衍射。 本文由教育大論文下載中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理

　　(2)光的圓孔衍射

　　如圖4，穿過小圓孔的光，在其投影板上形成暗亮相間的圈紋的現(xiàn)象。

　　形成原因：從小圓孔射出的小圓柱形光束穿過大氣空間時(shí)，前方受到空氣的阻力，周圍受到空氣大氣壓的壓力，這些壓力的每個(gè)力在光束對(duì)面都有與之力向相反的對(duì)應(yīng)力并與之發(fā)生對(duì)立作用，整體的對(duì)立作用，使小圓柱光束發(fā)生波動(dòng)前進(jìn)，在此過程中，光束外周圍的光在波動(dòng)傳播時(shí)被空氣分割而發(fā)生分散，形成多條更小的小光束，每條小光束內(nèi)外兩側(cè)也受到力向相反的空氣大氣壓力的垂直的持續(xù)的相互作用，使之都發(fā)生波動(dòng)傳播，每條小光束單獨(dú)進(jìn)行直線傳播，但整體連到一起就形成了圓圈紋，在光束投影板上表現(xiàn)為暗亮相間的圈紋，形成圈紋衍射。

　　總之，無論是單縫衍射還是圓孔衍射，光傳播的波動(dòng)都是介質(zhì)的力向相反的作用力對(duì)穿行于其中的光的持續(xù)相互作用而產(chǎn)生的。光子本身沒有波動(dòng)性，是光的運(yùn)動(dòng)具有波動(dòng)性。

　　2、光傳播的動(dòng)能

　　光的動(dòng)能主要來自光源的源源不斷的光流推力(或熱推力)。但光穿過介質(zhì)空間時(shí)，使之發(fā)生波動(dòng)的介質(zhì)的相互作用力對(duì)之也有推動(dòng)作用，介質(zhì)的作用力就是，光穿過時(shí)，形狀發(fā)生了改變的介質(zhì)恢復(fù)原狀具有的彈力，力向相反的彈力的垂直持續(xù)作用，以波的形式推動(dòng)光向前運(yùn)動(dòng)。

　　3、光傳播的速度是可變的

　　光的速度不是固定不變的。光通過介質(zhì)傳播，不同性質(zhì)的媒介物質(zhì)，其粒子活躍情況、彈性力度、對(duì)光的阻力等不同，對(duì)光波的動(dòng)能作用也不同，使光的波長和速度不相同。微粒小、粒子活動(dòng)性強(qiáng)、彈性動(dòng)能大、對(duì)光傳播的阻力小的介質(zhì)，光在其中傳播的速度快;微粒大、粒子活動(dòng)性弱、彈性動(dòng)能小、對(duì)光傳播的阻力大的介質(zhì)，光在其中傳播的速度慢。光傳播的速度，一般情況下，在分子氣態(tài)中傳播的速度比在液態(tài)中傳播的速度快，在離子氣態(tài)中傳播的速度比在分子氣態(tài)中傳播的速度快，以此類推。

　　4、光在宇宙空間的彎曲傳播

　　(1)宇宙空間的物質(zhì)框架結(jié)構(gòu)

　　一個(gè)或無數(shù)個(gè)小星球旋渦體被包裹在一個(gè)大星球旋渦體的旋進(jìn)氣流體之中，沿著各自的軌道環(huán)繞它的渦心球公轉(zhuǎn)運(yùn)行;一個(gè)或無數(shù)個(gè)大星球旋渦體又被包裹在一個(gè)更大的星球旋渦體的旋進(jìn)氣流體之中，沿著各自的軌道環(huán)繞它的渦心球公轉(zhuǎn)運(yùn)行;以此類推。一個(gè)星球旋渦體就像一個(gè)包裹星球于中心的旋轉(zhuǎn)的氣圓盤。

　　(2)星球外旋進(jìn)氣流體的特征

　　包裹星球的外旋進(jìn)氣流體，即氣圓盤，是一個(gè)分別由不同氣體物質(zhì)組成的多層氣體物質(zhì)形態(tài)，如分子氣體形態(tài)、離子氣體形態(tài)等等，由輕的、小的氣體物質(zhì)粒子構(gòu)成的氣體形態(tài)層次在外面，由較重的、較大的氣體物質(zhì)粒子構(gòu)成的氣體形態(tài)層次在里面，從外到內(nèi)氣體物質(zhì)粒子層由輕到重、由小到大層層包壓，旋進(jìn)包裹著星球，并推動(dòng)星球轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　包裹星球的外旋進(jìn)氣流體的氣圓盤形狀和物質(zhì)構(gòu)成，使之具有凸透鏡的性質(zhì)，對(duì)光有折射和衍射的作用。

　　(3)光在宇宙空間的彎曲傳播

　　①光在宇宙中彎曲傳播的原因：

　　當(dāng)光穿過星球旋渦體的外旋進(jìn)氣流體(氣圓盤)時(shí)，受到以下因素的影響而發(fā)生彎曲傳播，第一、星球旋渦體的外旋進(jìn)氣流對(duì)光流的曲線推動(dòng);第二、外旋進(jìn)氣流體是由不同氣體物質(zhì)組成的多層氣體形態(tài)層層包裹，呈圓周形狀，對(duì)光的傳播來說，形成了圓周狀的、不同的介質(zhì)層，使光的傳播發(fā)生不同程度的折射和衍射;第三，介質(zhì)層的圓周形狀和其中介質(zhì)的圓周旋進(jìn)流動(dòng)，光波受到的介質(zhì)力向相反的垂直作用力呈現(xiàn)彎曲對(duì)立，從而使光波發(fā)生彎曲傳播。即旋進(jìn)氣流的推動(dòng)、介質(zhì)的折射和衍射、光波的介質(zhì)動(dòng)力的曲線作用，三者共同影響，造成光在宇宙空間的傳播發(fā)生一定程度的彎曲。

　　②圖示說明太陽光照射到地球的路徑

　　如圖5，OB線是太陽和地球的直線距離，從A點(diǎn)到B點(diǎn)的粗線是陽光從A點(diǎn)出發(fā)照射到地球的路徑，斷點(diǎn)為折射，太陽光從A點(diǎn)出發(fā)，到達(dá)地球的B點(diǎn)，中間要穿過太陽旋渦體的不同物質(zhì)層次和地球的不同物質(zhì)層次，發(fā)生多次折射或衍射、彎曲才能到達(dá)，并且穿過不同的物質(zhì)層次，其速度快慢也不一樣。陽光彎曲的原因如上所述。(當(dāng)然，折射和彎曲不如圖示那么大)

　　當(dāng)我們?cè)诘厍駼點(diǎn)被陽光正面照射時(shí)，并不是正面對(duì)著地球的太陽一側(cè)的光的照射，實(shí)際上是太陽另一側(cè)面的光照。

　　③對(duì)星光的錯(cuò)覺

　　從遙遠(yuǎn)星際傳播到地球的星光，中間要穿過或繞過很多星系或星球體，發(fā)生過很多次折射、衍射和彎曲傳播，才到達(dá)地球。我們看見的星星，以為它就在我們正視的方向，實(shí)際上，不一定，它可能在我們的上方、或下方、或左方、或右方、甚至是后方。因此，當(dāng)我們夜晚抬頭看著滿天的繁星，它們并不一定都在同一方向，有的在我們的上方，有的在下方，有的在左方，有的在右方，有的甚至在后方，是它們發(fā)出的光經(jīng)過很多曲折傳播后，從同一方向到達(dá)地球，才讓我們認(rèn)為它們?cè)谕�一方向的錯(cuò)覺。實(shí)際上，沒人能確切知道它們的具體方向，如同，經(jīng)過不知多少塊鏡子從不同角度(側(cè)度、仰度、俯度)反射陽光，通過看到的最后一塊里的太陽來判知，根本無法判定太陽的確切方向。

　　結(jié)語

　　波動(dòng)是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本屬性。在宇宙中，沒有孤立存在的物體，每一個(gè)物體都與周圍其它物體的相互作用中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng) 發(fā)展 ，宇宙空間也不存在完全的真空，波也不可能在真空中傳播，因?yàn)椴ㄊ墙橘|(zhì)力向相反的物質(zhì)力量對(duì)穿行于其中的物質(zhì)的持續(xù)相互作用而產(chǎn)生。任何物體，只要它運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到一定的程度，都要發(fā)生波動(dòng)運(yùn)動(dòng)。因此，物質(zhì)本身不存在波動(dòng)性，只有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)才有波動(dòng)性。

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　　[4] 楊植仁主編，《光學(xué)》，[M]，哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008年2月

　　《地球物理學(xué)進(jìn)展》是中國科學(xué)院主管，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所和中國地球物理學(xué)會(huì)共同主辦的地球物理學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的綜合性學(xué)術(shù)刊物，國內(nèi)外公開發(fā)行。主要報(bào)道國內(nèi)外地球物理學(xué)研究的最新進(jìn)展和成果，探討地球物理學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略，評(píng)價(jià)地球物理學(xué)科的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。刊登有創(chuàng)新性或意義重大的研究論文、專論、綜述、快報(bào)和其他文章。本刊影響因子和總被引頻次等指標(biāo)均居同類期刊前列。本刊內(nèi)容新穎，信息量大，是迅速、準(zhǔn)確反映我國地球物理學(xué)科整體發(fā)展水平的代表性刊物之一。面向從事地球物理、高空及大氣科學(xué)等研究領(lǐng)域及油氣勘探、固體礦產(chǎn)資源探查、環(huán)保、工程、國防等部門的廣大讀者和大專院校師生，是從事地球物理和相鄰學(xué)科研究的案頭必備刊物之一。