6.1 Fotoelektrisk effekt och Compton-spridning

Hem ／ Kapitel 6: Kvantdomänen (V5.05)

I Energifilamentteorin (EFT) är ljus ett vågpaket: en tensorstörning som fortplantar sig genom ett ”energihav”. En sådan störning blir stabil först när den passerar en lokal tensorknivå; på samma sätt kan en mottagare ta upp energi först när dess egen struktur passerar en absorptionsknivå. Den observerade ”partikelkaraktären” betyder därför inte att ljus är en ström av kulor. Den uppstår eftersom emission och absorption sker i odelbara portioner som bestäms av knivåer, medan färden mellan källa och mottagare styrs av våglagar—fortplantning, fas och interferens. Sammanfattningsvis: vågen anger vägen, knivåerna anger portionen.

I. Enhetlig mekanism: tre knivåer, tre diskreta steg

Ett komplett ”ankomst–avfärd” av ljus kan delas i tre delar. Tillsammans förklarar de varför energi byts i portioner.

• Källa: knivå för paketbildning
  I källan byggs tensor och fas upp och utvecklas. När frisättningsknivån nås lämnar den lagrade energin systemet som ett koherent hölje—ett helt paket. Under knivån sker ingen ”dropp-läcka”; vid knivån blir emissionen fullständig. Därför blir utsläppet portionerat.
• Väg: knivå för fortplantning
  Energihavet ger inte ”grönt ljus” åt varje störning. Endast störningar med tillräcklig koherens, inom ett transparensfönster i frekvens och i linje med en lågimpedanskanal, kan färdas långt som stabila paket. Övriga värms upp, sprids eller drunknar i bakgrundsbrus nära källan.
• Mottagare: knivå för slutning
  En detektor eller en bunden elektron måste passera en materialport för att absorption/emission ska räknas som avslutad. Porten är odelbar: antingen händer inget, eller så sluter den för en hel portion. Därför sker detektion och energiutbyte ”en portion i taget”.

I en mening: paketbildning gör emissionen diskret, fortplantningsknivån filtrerar vad som når långt och slutningsknivån gör absorptionen diskret. Denna kedja av knivåer förenar vågförloppet med ”bokföring i portioner” i en och samma fysikbild.

II. Två klassiska experiment genom knivåkedjan

1. Fotoelektrisk effekt: färgknivå, ingen väntan, intensiteten ändrar ”antalet”
   Historik: År 1887 noterade Hertz att ultraviolett ljus främjar gnistbildning. År 1902 rapporterade Lenard tre lagar: det finns en färgknivå (frekvens); elektroner uppträder omedelbart; intensitet ändrar antalet elektroner, inte energin per elektron. År 1905 förklarade Einstein detta med diskreta energiportioner; 1914–1916 bekräftade Millikan sambanden med hög noggrannhet.

Tolkning i Energifilamentteorin:

• Varför ”en och en”: Diskretionen uppstår i båda ändar: källan släpper hela paket vid paketbildning, mottagaren sluter för en hel portion i materialporten. Vägen är vågstyrd; i transaktionsögonblicket räknas portioner.
• Intensiteten ändrar ”takten”, inte ”storleken per portion”: Intensiteten bestämmer hur många paket per tidsenhet som avges, därför ökar strömmen med intensiteten; energin per portion är knuten till färgen, inte till intensiteten.
• Ingen observerbar väntan: Det är ingen långsam upptrappning; när ett kvalificerat paket anländer sluts transaktionen direkt.
• Färgen har en knivå: En bunden elektron måste passera materialporten för att frigöras. ”Slagkraften” i ett paket bestäms av källans takt—färgen. Är färgen för röd är en portion inte tillräckligt ”hård”; högre intensitet hjälper inte.

2. Compton-spridning: en portion, en elektron, en händelse
   Historik: År 1923 lät Compton monokromatisk röntgen spridas på nästan fria elektroner och fann att större spridningsvinkel ger ”rödare” (lägre frekvens) spritt ljus. Han tolkade detta som en en-till-en-transaktion med en elektron och belönades med Nobelpriset 1927.

Tolkning i Energifilamentteorin:

• Vågor formar fortfarande utfallet: Före och efter händelsen följer hölje och fas våglagarna; diskretionen visar sig endast i transaktionsögonblicket.
• Diskreta spridningshändelser: Mottagarporten kräver att varje slutning gäller en hel portion—ingen uppdelning av en portion mellan flera elektroner.
• Transaktion av en portion: Ett tensorpaket ”låser” till en elektronisk delstruktur som kan öppna porten och sluter en-till-en, varvid energi och rörelsemängd avges; det spridda ljuset rödskiftas, och vid större vinklar avges mer energi.

III. Följder av knivåkedjan: inte varje störning färdas långt

Många ”signaler” dör ut i källan eller fastnar i närfältet på grund av fortplantningsknivån:

• Otillräcklig koherens: Höljets struktur fallar sönder vid födseln, så något stabilt paket bildas inte.
• Fel fönster: Frekvensen hamnar i starkt absorberande band i omgivningen och släcks på kort avstånd.
• Kanal-mismatch: Ingen lämplig lågimpedanskanal finns eller orienteringen stämmer inte, varpå energi snabbt dissiperas.

Signaler som når långt uppfyller samtidigt tre villkor: god paketbildning, rätt transparensfönster och kanalpassning.

IV. Förhållande till etablerade teorier

• Förenligt med kvantmekanik: Påståendet ”energin i varje diskret portion skalar med frekvensen” gäller. Energifilamentteorin förankrar ursprunget till diskretion i paketbildning (källa) och slutning (mottagare) utan att införa nya entiteter.
• Kompatibelt med kvantelektrodynamik: Beräkningssättet som behandlar ljus som fältkvanter förblir oförändrat användbart. Energifilamentteorin tillför ett konkret substratperspektiv: havet begränsar fortplantning och fas, medan filament och material tillhandahåller knivåer och slutningar.
• Konsekvent med klassisk vågteori: Interferens och diffraktion är vågföreteelser. Energifilamentteorin betonar: vågen formar banan; knivåerna kvantiserar transaktionen—båda sidor är sanna samtidigt.

V. Viktiga punkter

• Ljus uppträder som vågpaket som fortplantas och interfererar i energihavet enligt våglagarna.
• Diskretion (”en och en”) uppstår ur knivåer: paketbildning i källan och slutning hos mottagaren gör emission och absorption portionerade.
• Fotoelektrisk effekt visar en hård knivå hos mottagaren: färgen avgör om en portion passerar porten; intensiteten ändrar bara portions­takten, inte energin per portion.
• Compton-spridning visar geometrin en portion–en elektron: större vinkel → mer energi avges → starkare rödskifte.
• Inte varje störning blir ”ljus på långt håll”: bara paket som är välbildade, inom rätt fönster och kanal-matchade färdas långt; övriga släcks nära källan.