作者：彭晓韬

日期：2021.11.10

[文章摘要]：塞曼效应和磁光效应是外加恒定磁场条件下，介质发光或反/散射和折射光性质发生变化的一种特殊现象。这些现象诠释了恒定磁场与介质发光与反光/折光间的内在因果关系，正确认识这些因果关系对正确认识光的本质、光与介质相互作用规律等客观事物有着很重要的物理意义。从诸多物理现象与实验结果可知：磁场并不能直接改变光的性质（运动方向、振幅、频率和相位等），而可以改变带电粒子的运动状态。因此，上述效应中外加恒定磁场只能通过改变介质中的带电粒子电子和原子核/质子来实现对介质发光与反光/折光性质。由于在可见光频率范围内，在电子围绕原子核运动一个周期时间内，外加恒定磁场对电子的作用远大于对原子核的作用。因此，在忽略外加恒定磁场对原子核/质子的作用时，我们可以近似地认为：外加恒定磁场使介质的发光与反光/折光性质的改变是通过影响原子中的电子实现的。也就是外加恒定磁场使原子中围绕原子核运动的电子运动状态的改变来实现原子发光与反光/折光效应的改变。进一步可以推断：所谓原子反光/折光实际上是入射光使介质中的原子中的电子与原子核反向改变运动状态而成为电偶极矩随入射光频率和强度变化的电偶极子并产生电偶极子电场和磁场，或称其为次生光。由此将导致对光的本质、光与介质相互作用规律的认识达到一个新的高度，并纠正目前人们普遍对光的本质不准确、不完整的认识。

一、塞曼效应和磁光效应简介

1、塞曼效应

塞曼效应是指原子在外磁场中发光谱线发生分裂且偏振的现象，也就是外加磁场会使原子产生更多不同频率的特征谱线的偏振光。历史上首先观测到并给予理论解释的是谱线一分为三的现象，后来又发现了较三分裂现象更为复杂的难以解释的情况，因此称前者为正常或简单塞曼效应，后者为反常或复杂塞曼效应。

2、磁光效应

磁光效应分为磁光克尔效应、法拉第磁光效应和科顿-穆顿效应又称磁双折射效应。前者为磁性物质界面产生的反射光发生偏振特征的变化、中者为外加平行于折射光传递方向的外加恒定磁场至折射光偏振方向发生变化、后者为垂直折射光传递方向的外加恒定磁场至折射光出现双折射现象。

2.1、磁光克尔效应

将线偏振光（由左旋圆偏振光和右旋圆偏振光所组成）入射于磁性材料反射后，转为椭圆偏振光的现象，称为磁光克尔效应。

当一束单色线偏振光照射在磁光介质薄膜表面时，部分光线将发生透射，透射光线的偏振面与入射光的偏振面相比有一转角，这个转角被叫做磁光法拉第转角。而反射光线的偏振面与入射光的偏振面相比也有一转角，这个转角被叫做磁光克尔转角，这种效应叫做磁光克尔效应。磁光克尔效应包括三种情况：

(1)纵向克尔效应，即磁化强度既平行于介质表面又平行于光线的入射面时的克尔效应；克尔信号的强度随入射角的减小而减小，垂直入射时为0。纵向克尔信号中克尔旋转角和克尔椭偏率都比极向克尔信号小一个数量级。从而纵向克尔信号的探测比极向难。但对于薄膜样品来说，易磁轴一般平行于样品表面，纵向配置下样品的磁化强度才容易达到饱和，因此纵向克尔效应对平面内的磁化相当敏感。

(2)极向克尔效应，即磁化强度与介质表面垂直时发生的克尔效应；通常情况下极向克尔效应的强度随入射角的减小而增大，在垂直入射时达到最大。并且克尔旋转角最大最明显。

(3)横向克尔效应，即磁化强度与介质表面平行时发生的克尔效应；其反射光的偏振状态没有变化，因为这种配置下光电场与磁化强度矢积的方向永远没有与光传播方向相垂直的分量。只有p偏振光（偏振方向平行于入射面）入射时才有一个很小的反射率的变化（一般来讲只造成长度的跳变，不会造成极化平面的旋转）。

2.2、法拉第磁光效应

法拉第磁光效应。当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度d的乘积成正比，即ψ=VBd，比例系数V称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应或磁致旋光效应。[摘自360百科]

2.3、科顿-穆顿效应

科顿-穆顿效应又称磁双折射效应。光在透明介质中传播时，若在垂直于光的传播方向上加一外磁场，则介质表现出单轴晶体的性质，光轴沿磁场方向，主折射率之差正比于磁感应强度的平方。

当光的传播方向与磁场垂直时，平行于磁场方向的线偏振光的相速不同于垂直于磁场方向的线偏振光的相速而产生的双折射现象。其相位差正比于两种线偏振光的折射率之差，同磁场强度大小的二次方成正比,np与ns分别是垂直和平行于外磁场的线偏振光的折射率，d是样品厚度，λ是光波长，D是科顿-穆顿常数。

Δψ=(np－ns)d/λ=DdH2

以上内容主要摘自[百度百科]。

二、塞曼效应和磁光效应机理分析

1、光的本质

光可以分为可见光与不可见光。实质上就是不同频率的变化电场与磁场，但人类目前通常称其为电磁波。实际上这种称谓是存在不准确、不全面的问题的：一方面，恒定电场与磁场也是光的一部分，但不宜称其为电磁波；另一方向电场与磁场在真空中并不能相互激励而形成所谓的电磁波，否则，地球上就不会有黑夜了，夜晚地面高空的太阳光应该相互激励产生向各个方向传递的次生光并照亮地面才对。

目前有许多直接证据证明：光的本质是由不同带电体（整体带电物体或单个带电粒子或多种带电粒子组成的恒定或不恒定带电组合体，如原子等）在相对观测者或测量装置间出现不同运动状态条件下产生的时变电场与/或磁场。也就是光既不是电磁波，也不是光（量）子，更不具有波粒二象性。光只是电荷与电荷间存在的库仑力和磁力的表现形式之一。

（动图说明：长虚线左侧为透光介质，而其右侧至短实线间为真空，短实线为反射镜）

图二：光在介质与真空中传递的动图

如上图二所示：光在真空中是不可侧视的，这就充分证明麦克斯韦方程组描绘的电磁波在真空中是不存在的（变化的电磁场不能互相激励）。也就是说：在真空中并不存在变化的电场激励磁场或变化的磁场激励电场而形成的电磁波。光应该只是变化的电场（归一化的库仑力）与/或磁场（归一化的磁力）。

2、光与介质的相互作用规律

我们目前经常看到的光与介质相互作用规律多以几何光学中的反射、散射、折射与透射为主，还有就是光在单缝与双缝条件下出现衍射与干涉现象，以及光与金属相互作用出现光电效应、X射线与轻金属相互作用出现康普顿效应等现象。

以上这些与光有关的物理现象只是光与介质相互作用过程中出现的表象，并非本质因素。光与介质相互作用的本质是：入射光使介质中的原子极化成为时变电偶极矩随入射光频率和强度变化的电偶极子，也就是每个被入射光照射而极化的原子就成为了一个小的次生光源并产生不同传递方向、不同振幅、不同相位和不同频率的次生光。当次生光的运动方向朝介质外部运动时就被称作反射或散射光；而当次生光的运动方向朝介质内部运动时就被称作折射光；折射光从介质的另一侧出来的就被称作透射光。单缝边缘产生的与入射光方向夹角小于90度的次生光被称作衍射光或绕射光；双缝边缘产生的与入射光方向夹角小于90度的次生光并照射到屏幕上形成干涉条纹时被称作为光的干涉现象。

虽然人们对光的反射、散射、折射与透射现象研究得很深入，但对光的转换现象并没有引起足够的重视。所谓光的转换就是光经介质作用后发生频率的变化。如：树叶反射的太阳光多为绿色光，其他可见光被削弱或转换成了绿色或不可见光；红色的花朵反射的太阳光以红光为主，其他可见光被削弱或转换成了红色或不可见光；黑色油漆表面反射的太阳光很弱，大部分被转换成了不可见光等等。实际上，任何介质表面也不可能是100%的反射或透射界面，只是不同材质的介质界面的反射与折射光的强度比例不同而已。同时，介质表面也都存在一定的光的转换能力，将部分入射光转换成为与入射光频率不同的其它频率的光。

3、光与磁场相互作用规律

鉴于光就是时变的电场与/或磁场，因此，在真空中，光与磁场间的相互作用规律只能是光产生的磁场与外加磁场遵循矢量叠加原理，并不能相互影响与改变彼此。而在非真空中，光可以使介质中的原子发生极化，磁场也可以使介质中的带电体（电子与原子核）改变运动速度与方向。总之，在介质中，光也不可能与外加磁场直接发生相互作用并使次生光（无论是反射/散射、折射/透射光）改变运动或偏振方向，特别是外加磁场为恒定磁场时。

4、塞曼效应机理分析

因为原子在外加恒定磁场的作用下，围绕原子核运动的电子的运动轨道面就会发生朝垂直于外加磁场方向平面靠近/远离的倾向，即电子的运动轨道平面趋向于向外加恒定磁场的法向平面靠拢/远离的情形，从而导致原子所产生的光或次生光的振动方向会相近而出现偏振现象了。而电子围绕原子核运动的方向有可能顺时针，也可能逆时针方向（不同运动方向的电子之运动速度会存在些许差异），还有部分电子在原有的、平行于外磁场方向平面内围绕原子核运动。它们围绕原子核的运动速度会存在一定差异，也就导致围绕原子核的运动频率也出现些许差异。因此，其产生的特征谱线就会出现分裂：原来一条特征谱线就会分裂成三条了：运动平面不变的电子、趋向/远离外加恒定磁场法向平面的顺时针与逆时针运动的电子三种不同运动状态所对应的原子核绕质心运动状态也会出现三种不同状态，从而导致当电子被剥离后原子核产生的原子特征光谱线从一条变成三条。

当原子核外部的电子数量较多时，离原子核距离不同轨道及不同轨道平面上的电子受到外加恒定磁场的影响就会存在差异（不同轨道及轨道平面上的电子在外加恒定磁场作用下改变轨道平面的程度不同，其围绕原子核的运动频率自然也会不同，原子核围绕质心运动的频率也就不同，其产生的特征谱线就会不同），从而导致特征谱线可能出现更多的分裂现象。也就是原来的一条谱线，在外加磁场的作用下可能分裂成三条以上的谱线的现象。

如上图三所示：当绿色的电子从右上向右下围绕原子核逆时针（红色箭头所示）运动（左侧在纸面以上，右侧在纸面以下）时，则左侧受外加磁场产生的力（红色箭头所示）向纸面左下方；右侧则向纸面右上方。电子运动的轨道平面将向左旋转；而电子围绕原子核的运动方向相反（黄色箭头所示）时，电子的受力方向也相反（黄色箭头所示），电子运动的轨道平面将向右旋转。因此，当同一原子或不同原子中同时存在向不同方向运动的电子时，在同一外加恒定磁场的作用下，电子的轨道平面会朝相反的方向偏转。从而导致原来的一种电子运动轨道平面变成三种不同的轨道平面。另一方向，外加磁场施加在电子上的磁力不仅会改变其运动轨道平面，同时会改变其围绕原子核的运动速度（沿电子运动方向的磁力分量会使电子的运动速度发生变化），从而导致电子围绕原子核的运动频率发生一定的变化。也就会导致特征谱线的频率随之发生细微变化。同时，与外加磁场方向夹角不同的电子轨道平面上的电子所受到的磁力也会存在一定的变化。因此，对于原子量（电子数量）较大的元素原子而言，由于处于不同轨道平面内的电子受到外加磁场作用力的不同、转道面的改变程度也会不同，从而导致塞曼效应复杂化。

总之，塞曼效应是外加磁场改变了原子中电子运动轨道平面和围绕原子核的运动频率，从而导致原子产生的光谱发生频率和偏振方向的变化。将电子围绕原子核运动产生的磁场视为垂直于轨道平面的磁偶极子，并在外加磁场的作用下磁偶极子的方向和偶极矩将随之变化也可以解释塞曼效应。但并不能直观地描述电子在围绕原子核运动一个周期间内电子在不同位置上实际受到的外加磁场所产生的磁力的变化情况，因为电子受到磁力的大小与方向不仅与外加恒定磁场的方向与大小有关，还与电子自身的运动速度与运动方向有关。电子围绕原子核的运动速度虽然变化不大，但运动方向的不断变化也会导致受到外加恒定磁场的磁力的大小与方向不断变化。

5、法拉第磁光效应

由以上对光的本质、光与介质相互作用规律及外加磁场与光所产生的磁场与电场间的关系分析可知：外加磁场只能在入射光使介质中的原子被极化为次生光源并产生次生光期间影响原子中电子的运动状态（运动方向和运动速度），从而使原子被入射光极化的电偶极子的电偶极矩的方向与大小发生变化，进而使其产生的次生光的偏振方向、强度、相位等发生变化。而法拉第磁光效应只是外加磁场与折射光方向相同条件下的、外加磁场影响介质产生的次生折射光偏振方向的特例而已。

法拉第磁光效应的本质是光使介质中的原子极化成电偶极子并产生次生光，次生光传递到邻近原子并使其极化成电偶极子后产生次生光继续向前面邻近的原子传递，直至到达介质另一侧最边缘的原子，该原子极化形成的电偶极子产生的次生光成为所谓的透射光进入介质外部空间。在此过程中，被极化的原子中的电子因入射光或次生光而改变运动速度的同时，也会被外加磁场改变运动方向，从而导致入射的偏振光穿越介质后，其偏振方向发生一定量的改变而形成所谓的法拉第磁光效应。也就是说：法拉第磁光效应是外加磁场改变（入射或次生光使介质中的）原子极化时的方向（原子中的电子运动方向改变导致原子极化方向的改变），原子极化方向的改变自然导致其产生的次生光的偏振方向随之改变，进而导致介质中的折射偏振光和穿越介质后的透射偏振光的偏振方向发生改变。这就很明确地表明：法拉第磁光效应并不是磁场直接改变了光的偏振方向。从本效应与介质外部非介质区域光传递的距离无关就可以证明：在真空中（空气中应该可以，但效应会很弱），恒定磁场是不可能改变偏振光的偏振方向的。也就是外加磁场并不能直接改变不的偏振方向，只能通过改变原子中电子的运动方向来改变其产生的次生光的偏振方向。

5.1、可能因素分析

根据ψ=VBd可知：只有当外加磁场B和介质长度d均不为0时才有可能出现折射光的法拉第磁光效应，二者缺一不可。由此可见肯定：导致本效应的因素共有三种可能性：A、外加恒定磁场B直接使偏振光改变偏振方向；B、外加恒定磁场使介质中的原子中的电子与原子核改变运动状态导致通过介质中的电磁波或光子改变偏振方向；C、外加恒定磁场使介质中的原子中的电子与原子核改变运动状态并导致其产生的次生光的偏振方向与入射光出现差异。

5.2、外加恒定磁场B直接使偏振光改变偏振方向的可能性分析

由于当d=0时，偏转角ψ=0。因此，可以排除外加磁场直接导致偏振光的偏振方向发生改变的可能性。否则，在没有介质（d=0）的真空中的恒定磁场也会使偏振光的偏振方向改变偏振方向。这也从一个侧面证明了恒定磁场并不能直接使光发生偏振方向的变化。这也符合电磁场仅遵循矢量叠加原理，并不能相互作用而改变彼此的客观规律。

5.3、外加恒定磁场使介质中的原子中的电子与原子核改变运动状态导致通过介质中的电磁波或光子改变偏振方向的可能性分析

5.3.1、外加恒定磁场使原子中的电子与原子核改变运动状态，当电磁波通过介质时，当然会致使电磁波的运动轨迹发生变化，但不应该会导致其偏振方向的变化。也就是说：如果外加恒定磁场使原子的运动状态发生变化，只会改变电磁波的运动轨迹或方向，不会改变其偏振方向。因此，此种情况下，只会使折射光的路径与无外加恒定磁场时有异。但实际情况并非如此。因此，可以排除此种可能性。

5.3.2、外加恒定磁场使原子中的电子与原子核改变运动状态，当光子通过介质时，当然会使光子的运动轨迹发生变化，但不应导致其偏振方向的变化。因为光子本身并不存在偏振方向，即使是存在，也不会因为原子中电子与原子核的运动状态的变化而改变。因此，此种可能性也可以被排除。

5.3.3、就算光具有波粒二象性，外加恒定磁场使原子中的电子与原子核改变运动状态，当光通过介质时，也只会改变光的运动轨迹，而不可能改变其偏振方向。如果因为电子与原子核的运动状态有别于无外加磁场时的状态就会改变光的偏振方向。那么在无外加磁场时，原子中的电子与原子核本身也是在不断地改变运动状态的，也应该可以改变光的偏振方向。但实际上并无此种现象的存在。因此，即使是光具有波粒二相性也不可能因外加磁场使原子中的电子和原子核改变运动状态而导致折射光偏振方向的改变，此种情况也可以被排除。

5.4、外加恒定磁场使介质中的原子中的电子与原子核改变运动状态并导致其产生的次生光的偏振方向与入射光出现差异的可能性分析

如果把折射光视为入射光或邻近其他原子、分子和分子团产生的次生入射光使原子产生极化（光产生的电场使电子与原子核朝正好相反的方向运动导致电偶极子化）并产生次生光，则本效应的机理就比较好理解了：入射光或次生入射光使原子极化（实际上主要是电子改变运动状态，原子核虽然也会改变运动状态，但实际改变量要比电子小二个数量级或以上，在可见光波段时可忽略其影响）并产生次生光的过程中，电子会受到外加恒定磁场的作用而改变运动轨迹（与无外加恒定磁场时相比），这种轨迹的改变将直接导致被原子极化方向的改变，从而导致其产生的次生电场的偏振方向的改变。这也是为什么法拉第磁光效应与介质的长度d成正比的原因。因为介质长度越大，介质产生次生光的次数就会越多，当每次偏振方向改变量相同时，则次数越多，总的改变量自然也就越大。这才是本效应与介质长度成正比的根本原因所在。

综上所述，只有当通过介质的折射光是由介质重新产生的全新的光时，外加恒定磁场才有机会利用改变介质中原子的电子运动状态的机会让光的偏振方向发生改变。这才是法拉第磁光效应的真实机理。

6、科顿-穆顿效应

因为介质内部的折射光是由介质中原子被入射光极化后产生的次生光。当存在外加磁场时，则外加磁场会使极化原子中的电子与原子核增加一个垂直于磁场方向的加速度并改变被极化原子偶极矩的方向和大小。因此，由其产生的次生光与入射光会存在偏振方向和传递方向的变化。而那些被极化的原子中的电子和原子核的运动方向与外加磁场方向一致时，就不会受到外加磁场的影响，其产生的次生光的偏振方向和传递方向会保持不变。这样就导致介质出现二种偏振方向和传递方向/路径不同的次生折射光了。从而使透明介质具有了双折射性质。

科顿-穆顿效应（以下简称为“本效应”）与法拉第磁光效应的外部条件的差异仅为外加磁场与介质中的折射光传递方向不同，前者为垂直于折射光传递方向，后者为平行于折射光传递方向。从Δψ=(np－ns)d/λ=DdH2可知：只有当介质厚度d和外加磁场H同时为非0时，才有本效应。因此，本效应是由外加磁场与介质共同作用的结果。当介质厚度为0时，即真空中时，外加磁场并不能使光的相位与偏振方向发生变化。因此，本效应的机理应该与法拉第磁光效应是相同的，是由于外加磁场改变了入射光极化后的原子中的电子与原子核（主要是电子）的运动状态，从而导致原子极化后的电偶极矩的大小与方向的改变，进而导致其产生的次生光的性质发生相应的变化。

7、磁光克尔效应

因为反射光实质上是由反射界面上原子被入射光极化后产生的次生光的一部分。当两种偏振方向垂直的光同时照射在反射界面上时，被照射的原子会同时受到两个垂直方向的库仑力和磁力的作用而呈现两个方向的同时极化而产生两个方向的次生偏振光。由于介质存在磁性或存在外加恒定磁场时，在磁场的作用下，原子被两个方向的力极化的程度就会存在差异：平行磁场与垂直磁场方向的极化偶极矩就会不同，其产生的次生光强度自然就会不同。从而导致反射光是由两个强度不同的垂直次生偏振光叠加而成的椭圆偏振光了。

如上图四所示：当光照射到介质界面上时，原子中的电子（图中的绿色球体）就会增加沿坐标轴X、Y和Z三个方向上的、与入射光频率相同的往复振动（光的电场使其改变运动状态）。

7.1、入射光为圆偏振光（垂直于光的传递方向平面内各个方向的振幅相等）时

如上图四所示：当沿XY平面和YZ平面内的入射光的偏振强度相等时，则随着入射光角度的变小，电子受到入射光产生的、平行于X轴方向的电场力将不会变化，沿Y轴方向的电场力会逐渐增大，而沿Z轴方向的电场力将趋于0。因此，当入射角为0时，电子受到的入射光所产生的电场力沿X和Y轴方向相等，沿Z轴方向为0。在此种情况下，极向克尔效应为随入射角变小、克尔效应由长轴为X轴的椭圆向圆变化（效应超于0）。因为外加磁场会使电子受到沿X轴和沿Y轴方向的磁力从X轴更强逐渐趋于相等；纵向克尔效应为沿X轴为长轴的椭圆偏振光逐渐趋于圆偏振光。因为外加恒定磁场会使沿X轴方向运动的电子受到沿Z轴方向的磁力，但不会改变沿X和Y轴方向的电子运动状态；横向克尔效应纵向克尔效应类似。

7.2、入射光为沿X方向线偏振光（垂直于光的传递方向并平行于X轴方向）时

如上图四所示：当入射光为沿X方向的线偏振光时，电子受到入射光产生的电场力平行于X轴方向，无平行于Y轴和Z轴的电场力。在此种情况下，极向克尔效应为沿X或Y轴方向的椭圆偏振光（长轴方向由外加磁场对电子施加的沿Y轴方向的磁力与入射光对电子施加的沿X轴方向的电场力的比值决定）；纵向克尔效应为随入射角变小的、沿X轴为长轴的椭圆偏振光，当入射角为0度时，则克尔效应为0；横向克尔效应为没有。

7.3、入射光为垂直入射光传递方向并偏振方向在Y轴和Z轴构成的平面内的线偏振光时

如上图四所示：入射光沿X轴方向的电场强度为0，不会使电子沿X轴方向受力；沿Y轴和Z轴方向电子受到的入射光电场力与入射角直接相关：入射角越小，Y轴方向的力越大、Z轴方向的力越小。在此种情况下，极向克尔效应为沿X或Y轴方向的椭圆偏振光（长轴方向由外加磁场对电子施加的沿X轴方向的力与入射光对电子施加的沿Y轴方向的电场力的比值决定）；纵向克尔效应为没有；横向克尔效应为随入射角变小的、沿Y轴为长轴的椭圆偏振光，当入射角为0度时，则克尔效应为0。

综上所述，当介质厚度较小（为薄膜）时，则因电子即使是受到了厚度方向的磁力也不会有大距离的位移，从而沿厚度方向的次生偏振光强度会较弱。而电子沿介质表面方向受力时，则电子的位移范围会较大，其产生的次生光的偏振强度也会较强。因此，对于同样的介质和入射角偏振光，介质的磁化方向或外加磁场的方向不同时，其产生的反射光的偏振方向和强度也会不同。这才是介质为薄膜条件下磁光克尔效应的本质机理与内在因素。

三、塞曼效应和磁光效应的物理意义

1、塞曼效应的物理意义

1.1、证明电子围绕原子核运动的轨道面是相对稳定的，并非像量子力学所描述的那样，电子是概率分布或云状分布于原子核周围的；

1.2、电子的运动轨道平面和运动速度是受到其所处环境和空间位置上的电磁场影响的，且在不同的环境下，电子围绕原子核运动的频率和速度也是存在差异的；

1.3、电子围绕原子核的运动频率直接影响原子核/质子围绕质心的运动频率，从而当原子核外电子被强行剥离时，由原子核产生的电磁辐射（原子特征频谱）的频率随之发生变化。

2、磁光效应的物理意义

2.1、证明反射光、散射光和折射光并非入射光被介质反射、散射或折射后的产物，而是介质重新生成的新的光的一部分；

2.2、证明光并不能直接与恒定磁场发生相互作用；

2.3、证明星光不是原生光：依所谓的宇宙背景辐射现象可知：星际空间存在大量低温物质且各向基本同性。这些低温物质几乎不能产生可能光，也不能反射可见光，但可以透射可见光。我们地球上观测到的星光是被这些低温星际物质作用后的次生光，而非原生光。星际物质会使星光的频率随星光在宇宙空间中的运动距离增加而不断降低。这可能才是星光红移量与距离成正比的根本原因。如此一来，哈勃定律可能就是完全不符合客观实际的了。

2.4、光电效应不能证明光（量）子的存在：光遇到金属表面后，会使金属表面附近的原子中的电子与原子核发生运动速度与运动方向的反向改变。由于金属原子外层电子比内层电子和原子核更易受到外部变化电磁场的影响并产生次生电磁场以抵消外来电磁场，致使原子内层电子与原子核受到外来电磁场的影响大幅度降低。当外来电磁场的频率接近外层电子绕原子核运动频率时，则外层电子中部分相位合适的电子就会被外来电场同步加速，同时外来磁场会使电子改变运动方向。当电子被同步加速到逃逸速度时，在磁场的作用下就会从原子中逃逸出来成为光电子并形成光电效应。这才是光电效应的本质因素和机理。也是为什么频率过高的入射光并不能产生更多的光电子或更强烈的光电效应，甚至情形完全相反的原因。

2.5、康普顿效应不能证明光（量）子的存在：X射线也是光，只是其频率高于可见光频率段上限而已。当X射线照射轻金属时，其产生的变化电磁场也会使金属中原子中的电子与原子核发生运动速度与方向的变化，特别是最外层电子。但因其频率远高于外层电子绕原子核运动的频率，电子绕核运动一周期间会有许多个周期的X射线产生的变化电磁场作用于电子。这样一来，电子的运动状态虽然会受到X射线的影响，但只能改变电子运动轨迹而不能形成同步加速而从根本上改变电子围绕原子核运动的状态。也就不可能形成光电效应。同时，X射线改变电子运动状态过程中，电子就会产生与X射线频率接近的次生射线。这些次生射线的频率和相位会因出射方位不同而不同。这才是康普顿效应的根本原因。并不是X射线（量）子与外层电子相互碰撞作用的结果。

2.6、迈克尔逊－莫雷实验结果不能证明光速恒定：光在大气层内运动时，其运动速度由大气层决定，与入射光速无关。因为在大气层内运动的光实际就是折射光，是大气层中原子极化产生的次生光的传递速度。因此，当实验过程中，大气层相对地面运动速度不大时（风速不大，大了也做不了实验了），实验过程中的光的速度相对测量装置速度当然也会基本恒定且各向同性。因此，实验结果肯定是不可能有干涉条纹的变化的。同时，本实验结果也不能证明在相对大气层运动的测量装置中，干涉条纹依然不变，实测到的光速仍保持不变。

总之，利用光与介质相互作用规律为入射光使介质成为次生光源并产生次生光，几乎可以解释目前所有光与介质相互作用有关的物理现象和实验结果。