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摘要:
本文通过新建立的微波吸收的波动力学理论,揭示了这样一个结论:被实验反复“证明或验证了的”现行微波吸收的主流理论实际上是错误的理论。结果说明理论研究的重要性。
1 引言
guest28121089老师的评论很精准:
guest28121089 发表了评论 2024-11-17 14:09
文章标题:反对现行主流微波吸收理论的一篇综述
https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3589443&do=blog&id=1460265#comment_5529292
以下的讨论,仅仅需要大学本科波叠加原理的知识。
2 膜的性质和材料的性质是有关联的
以图1 为例
本文的图均取自
膜微波吸收研究在波动力学理论方向的新进展(英文) Review of wave mechanics theory for microwave absorption by film
分子科学学报2024, v.40;No.198(04) 300-305
通过传输线理论,可以推导出膜的反射系数RL
公式(1)中Vk是光束k的幅值,k = i, r, r1, r2。n是频率,c是光速。
相对介电常数er和相对磁导率mr与膜的厚度无关,因而它们是材料的性质。
RL也叫反射损失。因为RL与膜的厚度有关,是膜的的性质。
参考文献:
Liu Y, Lin Y, Zhao K, Drew MGB, Liu Y. Microwave absorption properties of Ag/NiFe2-xCexO4 characterized by an alternative procedure rather than the main stream method using “reflection loss”. Materials Chemistry and Physics 2020, 243: 122615
正如guest28121089老师所言,公式(1)将膜的性质RL与材料的性质er和mr相关联。
根据传输线理论,图1中上面的界面的反射系数为:
下界面的反射系数R2定义为:
根据公式(1)-(3),得到:
3 上万篇文章从实验得到的结论是错误的
根据文献
https://doi.org/10.1016/j.chphma.2022.10.002
微波吸收的主流理论文章有上万篇。从上万篇实验报导中,主流科学家总结出来的结论:
阻抗匹配理论
四分之一波长理论
微波吸收机理
但是这些从实验获得的结论是错误的。
微波吸收的主流理论认为微波吸收机理是:
光束r2的强度越小,膜的微波吸收越大;
(RM越小,进入膜的微波才能越多)
进入膜的微波越多,膜的微波吸收才能越大;
材料的微波吸收能力越大,膜的微波吸收才能越大;
膜的微波吸收峰是材料的共振吸收峰。
这些微波吸收机理是通过实验获得的:
https://doi.org/10.1002/adfm.202200123
但是这些微波吸收机理是错的。
这些从实验得到的结果或理论看似符合常识,似乎是不可异议的。
但是这些结论或理论都是错误的。
反对这些结论的微波吸收的波动力学理论看似不符合常识,但是这些反对观点才是深入本质的真理。
燃素理论是通过实验建立的,是通过数学逻辑推翻的---检验理论正确性靠逻辑,不是靠实验验证
4 正确的理论才是检验实验结论唯一的标准
区别膜的性质和材料的性质,导致建立微波吸收的波动力学新结论或新理论。
因此
正如guest28121089所言,区别膜的性质和材料的性质是有重要意义的。
微波吸收的主流理论:
https://doi.org/10.1002/adfm.202200123
认为,以RL表征的膜的微波吸收峰是材料的共振吸收峰。
我们用形而上学的简单逻辑看看这个结论为什么错了:
从图1可见,光束r越弱,从膜返回的微波越少,被膜吸收的微波就越多。
所以膜的吸收峰就是|RL|的极小值。
什么时候光束r最弱?
只有当光束r1和r2的相位差是180度时,两束光抵消的最充分,光束r才能最弱。
所以当入射光的频率固定,只有膜的厚度是dA,使光束r1和r2的相位差是180度时,才会出现吸收峰。继续增加膜的厚度,膜的微波吸收因为光束r1和r2的相位差偏离180度,两束光不能充分抵消,膜的微波吸收反而减少。
对于材料,材料越厚,微波传播的距离越远,微波被材料吸收的越多,不会出现吸收峰。
Liu Y, Zhao K, Drew MGB, Liu Y. A theoretical and practical clarification on the calculation of reflection loss for microwave absorbing materials. AIP Advances 2018, 8(1): 015223.
可见膜的微波吸收和材料的微波吸收不是一回事,道理非常简单。
但是微波吸收的主流理论给出的结论是云里雾里,不得要领。
膜的微波吸收和材料的微波吸收的不同还可以用图2表征:
图2中,波动曲线表征膜的微波吸收,单调递减曲线是材料的微波吸收。
只要把实验数据代入公式(1)、(2)、和(4),画出|RL|、|RM|、和|R2|的曲线,就可以很容易地验证光束r最弱的地方就是发生在光束r1和r2相位差是180度的地方。
注意:这些公式算出来的是复数,包括振幅和相位。
|RL|的曲线大家都会画,因为|RL|的计算有现成的商业程序。
但是R2是微波吸收波动力学中定义的量,没有现成的商业程序计算它.。要计算它,需要自己编程。
假设当频率是nA时,在膜厚度为dA处,光束 r1和r2相位差是180度,这时得到一个吸收峰。
如果改变频率为nB,在膜厚度为dA处,光束 r1和r2相位差就不是180度,在膜厚度为dA处就没有吸收峰。如果在dB处光束 r1和r2相位差是180度,原来的吸收峰就从dA处移动到了dB处。
也就是说:当膜的厚度从dA变为dB时,吸收峰就发生了移动。
显然,材料的共振吸收不应该随着材料厚度的变化而变化,可见膜的吸收峰不是材料的共振吸收,而是波干涉的结果。
但是从前没有人这样思考过。只有当微波吸收的波动力学理论提出来后,我们才从这个角度看实验结果。所以理论才是检验实验结论的唯一标准。
化学不是实验科学、物理不是实验科学、正确的理论才是检验科学的唯一标准
拒稿我们文章的审稿意见说:材料不同,吸收峰的位置也不同。
但是这个意见并不能证明膜的吸收峰是材料的共振吸收,
这个意见提出的证据并不能否定我们的论证。
如果审稿人认真读了我们的稿件、或者如果审稿人读懂了我们的稿件,就不会用这样的理由否定我们的观点了。
遗憾的是编辑经常采纳错误的审稿意见、拒稿正确的稿件。
这是为什么被拒稿后,作者不服,改投它刊的原因。
这是为什么被反复拒稿的稿件,并不是稿件不行的原因。
什么时候不会出现微波吸收峰?
只有当入射微波全部进入膜,(RM = 0 也就是er=mr)时,光束r1消失,光束r1和r2的干涉不能发生时,膜的吸收才是膜越厚,微波被吸收的越多。这时膜与材料类似,没有吸收峰(如图2)。
参考文献
Liu Y, Liu Y, Drew MGB. A theoretical investigation of the quarter-wavelength model — part 2: verification and extension. Physica Scripta 2022 , 97(1) : 015806.
Ying Liu, Yue Liu, Drew M.G.B, A re-evaluation of the mechanism of microwave absorption in film – Part 2: The Real mechanism, Mater. Chem. Phys,. 2022, 291, 126601.
为什么阻抗匹配理论错了?
阻抗匹配理论认为:
进入膜的微波越多,膜的微波吸收才能越大,以RL/dB表征的吸收峰才能越强。
这个实验结果似乎符合常识。
但是这个实验结果是混淆膜和材料的结果,
这个实验结果是一个错误的结果。
当er=mr时(根据公式2,RM = 0,光束r1消失),入射微波全部进入膜,进入膜的微波最多,但是这时根本没有吸收峰。
因为当er=mr时,膜越厚,微波被吸收的越多(图2)。
根据微波吸收的波动力学理论,只有光束r1足够强,光束r1和r2的抵消才越明显,吸收峰才能越强。
也就是说入射微波进入膜越少,吸收峰才可能越强。
注意:膜可以用在膜内反复反射的办法使r2的振幅大于光束r1或入射光i,从而保证能量守恒。
Ying Liu, Yue Liu, Drew M.G.B, A re-evaluation of the mechanism of microwave absorption in film – Part 1: Energy conservation, Mater. Chem. Phys. 2022, 290,126576.
当光束r1和r2完全抵消,光束r消失,入射微波全部被膜吸收。这时入射微波没有全部进入膜(r1不是零),但是入射微波全部被膜吸收。这是阻抗匹配理论无法解释的。
微波吸收的波动力学的这些结论似乎违背常识,但是这些结论是正确的。
或者说,与量子力学类似,微波吸收的波动力学建立的概念是革命性的概念。
参考文献
Ying Liu, Yi Ding, Yue Liu, Michael G. B. Drew. Unexpected Results in Microwave Absorption – Part 1: Different absorption mechanisms for metal-backed film and for material, Surfaces and Interfaces, 2023, 40, 103022
Ying Liu, Michael G. B. Drew, Yue Liu, A physics investigation on impedance matching theory in microwave absorption film—Part 2: Problem Analyses, Journal of Applied Physics, 2023, 134(4), 045304
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Qeios预印本平台对SCI二区顶刊的一篇微波吸收论文的评论的YouTube视频介绍(包括中英文字幕)
Qeios预印本平台的微波吸收纠错论文的YouTube视频介绍(包括中英文字幕)
推翻现代研究领域微波吸收理论的文献导读(综述)---- 重点是第3节
Questions from Acaudio (with answers attached)
Fundamental theory of microwave absorption for films
现行微波吸收理论混淆了膜和材料的区别(公开的学术擂台,接受挑战)
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非常不专业的审稿意见:拒稿不是针对稿件的主要论证,而是根据前言背景拒稿
一方面,颠覆错误的现行理论的文章很难发表,另一方面顶刊发表文章的(低级)错误从来不被发现
推翻现行微波吸收理论是系列工作,其结果的发表一寸一寸地取得进展
实践反复证明:期刊同行评审很难发现文章中的低级错误,但是能高效阻止新思想的传播
给不出学术理由,以“我不相信理论会随便的就出错”为依据拒稿是学术不端
对于颠覆主流科学家观点的稿件,无论怎么写,通常都不可能通过期刊同行评审
“对预印本文献的引用要慎重”是鼓励人们做伪科学,或者是做惯了伪科学的结果
大多数主流科学家的同行评审学术不端是比“图片误用”更恶劣的学术不端
在科学上,多数人的错误(无论是学术上的还是学术道德上的),能不能纠正
同行评审使专业阶层将信息把关过程变成了保护他们自身地位的保障
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GMT+8, 2024-11-21 23:46
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