一、简要的背景介绍《中国大百科全书》词条“光速不变原理/postulate of constant speed of light”里写到[1]:“由于同时性定义和测量单向速度互为前提,所以原则上说单向速度(包括单向光速)是无法用实验独立测量的,除非能发现某种绝对的对钟方法(如找到瞬时传播信号等)。因此单向光速的各向同性只是一个不能用实验直接证明的科学假定。”其余请看所列出的参考文献全文[1-5]。将“某种绝对的对钟方法”,转化为静止参照系里的实验系统调试。对应“固有时”的“空间距离”,可以在静止系各部件静止时得到。二、斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性 图1 斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性如上图所示。对斐索齿轮法进行一定的改进,如下。用“脉冲光”代替连续光。当然需要真空室,并记录真空度等诸多实验环境与参数。(1)脉冲光的“无光”片段,到达“旋转齿轮”,“光强检测”结果是无光。(2)脉冲光的“有光”片段到达并通过“旋转齿轮”后,在合适的“脉冲光”周期和“齿轮合适转速”下:“有光”片段可能全部通过齿轮(光强检测出现极大值);“有光”片段可能全部被齿轮的齿牙遮挡(光强检测出现极小值)。哪种极值出现,与旋转齿轮的齿牙位置初值等有关。其余情况下,“有光”片段被部分遮挡。因此,只要检测到光强极值,即可。(3)通过“半反半透镜”以及全反射镜,将原始的“脉冲光
十九世纪末,光的波动说与微粒说之争以波动说的全面胜利而结束。然而,就在德国物理学家赫兹于1887年用实验证实了电磁波存在的同时,又意外的发现了金属的光电效应。在光电效应的实验中,一些金属在很微弱的蓝光照射下即可产生电流,但无论用多么强大的红光照射也不会有电流产生。实验表明,各种金属都有一个特定数值的极限频率,只有当入射光频率大于金属的极限频率时,才会有电子从金属中逸出形成电流。逸出电子的初动能与入射光的强度无关,而只随着入射光的频率增高而增大。这些现象是已有光的波动理论所无法解释的。1905年,爱因斯坦为解释光电效应提出了“光子说”。他认为光是由一个一个具有特定份额能量的“光子”组成的,每个“光子”所具有的能量同它的振动频率成正比,即E=hυ(h为普朗克常数,υ为光子的振动频率)。由于“光子”具有的能量呈量子化,所以电子从撞击它的“光子”那里所接受到的能量就只能是一份一份的分立的数额。而一个电子要逸出原子是需要某一最小能量数值(逸出功)的,因此,只有具有能量份额不小于电子逸出功(W)的“光子”,即振动频率达到一定数值之上的“光子”,才有能力将电子从原子中击出。而被击出的电子的最大初动能E=hυ-W ,与入射光频率成一次函数关系。爱因斯坦的“光子说”较为完满的解释了光电效应。但问题是:光究竟是在以太介质中传播的波动呢,还是在空间中运动着的粒子流呢?对此,物理学家只是模棱两可的告诉我们
[文章摘要]:本人近期连续编写了多篇与磁力有关的文章,并明确指出:磁力只是诸多电荷在特殊组合与运动方式下的库仑力的矢量叠加结果,并列举了不少支持该结论的证据。本文进一步提出验证磁力就是库仑力的实验方案。希望有条件的专家与朋友们能参考本实验方案的相关实施,以期早日确认磁力就是库仑力的事实和本人的推断。一、实验方案的理论基础1、平行直导线间的磁力计算公式 如上图一所示:两根无限长平行直导线间每单位长度的磁力F与它们之间的距离d及电流I1、I2的关系式为: 上式中的磁力方向为:两根导线中的电流方向相同时为吸引力、相反时为排斥力。2、运动点电荷之间的库仑力计算公式在本人的《以原子为基础的动电荷之间的库仑力与磁力的关系分析》(https://www.toutiao.com/article/7348660275045302824/)一文中给出了相关公式:大量物理现象与实验结果表明:电荷之间存在的库仑力的相互作用速度并非是无穷大的,而是有限的,很可能与真空中静止光源产生的光之速度C有关。因此,本文拟以真空中静止光源产生的光之速度C作为静止电荷之间才存在的库仑力的相互作用速度来讨论运动电荷之间的库仑力。而库仑力的作用速度是以每个电荷为参照物的,即相对运动的电荷之间才存在的库仑力的相互作用速度应与电荷的相对运动速度叠加。如下
[文章摘要]:通过本人近段时间的不懈努力,终于彻底搞清楚了磁力的本质:磁力只是特殊运动与组合方式下的电荷之间才存在的库仑力的矢量叠加结果。也就是说:一方面,没有电荷的基本粒子是不可能参与磁力相互作用的;另一方面,不是所有有电荷的基本粒子都能参与磁力相互作用;再者,不是所有运动状态下的有电荷的基本粒子都能参与磁力相互作用。只有处于特殊运动状态中的、特殊组合方式下的带电粒子才能参与磁力相互作用。总之,磁力的本质是库仑力的特殊表现形式而已,没有独立于库仑力之外的磁力。一、与磁力有关的物理现象与实验结果简述1、能产生磁力的方式和物质类型有三种产生磁力的方式和物质类型:一是存在电流的导体;二是以四氧化三铁为主的磁体;三是被磁力磁化的铁磁物质。2、能参与磁力相互作用的物质类型从云室中的带电粒子会改变运动方向、施特恩-格拉赫实验中的银原子在不均匀磁场中改变运动方向、塞曼效应中的原子线性光谱分裂和法拉第磁光效应中的偏振光改变偏振方向等现象表明:所有带电粒子均可参与磁力相互作用,包括由各种元素组成的物质及其化合物,无论是导体还是绝缘体。但在宏观上能被磁力改变运动状态的只有运动中的带电粒子、有电流的导体和铁磁物质。3、与磁力有关的物理现象与实验结果略。二、磁力的本质探讨1、决定产生磁力和参与磁力相互作用的主要因素由以上所列举的与磁力有关的物理现象与实验结果可得出如下几点结论:1.1、必须是带电粒子才能
作者:彭晓韬日期:2024.04.21[文章摘要]:经过本人近期系统性的研究发现:只有运动的电荷才会产生磁场,只有在磁场中运动的电荷才会受到磁力的作用,只有以原子为基础的物质才能产生磁场,单个运动电荷并不能产生磁场等现象似乎预示着:磁力很可能只是不同组合与运动状态下,多电荷之间才存在的库仑力的矢量叠加结果。本文就此进行详细的分析与认证,供有兴趣的朋友们参考与讨论。 一、奇怪的磁力根据毕奥-沙伐尔定律可知:稳定电流产生的磁场强度的大小与电流矢量的大小成正比,而磁场强度的方向与电流矢量的方向正交。同时,磁场强度与距离的平方成反比。 另一方面,在磁场中的带电粒子受到的磁力的大小不仅与该带电粒子的电荷量和运动速度之积成正比,还与电荷的运动方向与磁场的方向之间的夹角相关。而磁力的方向与磁场的方向正交。例如:均匀磁场中的直导线受到的磁力计算公式为: 由此可见:磁力不仅与产生磁场的电荷运动速度的大小与方向相关,还与磁场中的带电粒子的运动速度的大小与方向相关。因为,(公式1)和(公式2)中的电流可视为带电粒子的电荷量与其运动速度的乘积。当我们假设:磁场是由单个运动电荷产生的时,其对另一个带电粒子所施加的磁力大小不仅与双方的电荷量有关,还与两个带电粒子的运动速度的大小与方向有关。当两个带电粒子中的任何一个静止时,则两者之间没有磁力。但我们知道:运动是绝对的,不运动是相对
[文章摘要]:麦克斯韦方程组可推导出真空磁导率与真空介电常数之积的平方根的倒数等于真空中的光速,但其物理意义并不清晰,而真空介电常数与库仑常数存在倒数关系。因此,真空磁导率与库仑常数之间应该也与光速有关。研究两者之间的关系可能揭示其真实的物理意义。在本人的《以原子为基础的动电荷之间的库仑力与磁力的关系分析》一文中似乎已经得出了真空磁导率与库仑常数之间的关系,本文拟就此进行更深入的探讨。一、真空磁导率与库仑常数之间的关系的定性分析1、真空磁导率的定义和数值1.1、真空磁导率的定义:在真空中,两根相距1米的、电流强度均为1安倍的平行无限长导线之间的相互作用力(电流方向相同时为吸引力、电流方向相反时为排斥力)。1.2、真空磁导率的数值:μ0=4π×10-7N/A2=4π×10-7NS2/C2。式中:N为力的单位:牛顿、A为电流单位:安倍、S为时间单位:秒、C为电荷量单位:库仑。2、库仑常数的定义和数值2.1、库仑常数的定义:在真空中,两个相距1米的、电荷量均为1库仑的点电荷之间的相互作用力(电荷同性时为排斥力、电荷异性时为吸引力)。2.2、库仑常数的数值:K=8.988×109Nm2/C2.式中:N为力的单位:牛顿、m为长度单位:米、C为电荷量单位:库仑。3、真空磁导率与库仑常数之间的关系的定性分析3.1、从两者的计量单位分析对比以电荷量单位库仑为计量单位的真空磁导率与库仑常数计量单位可
牛顿第一定律(NFL)是物理学上少有的仅用文本方式提出的物理学定律。因此,对不同语言文本的翻译和理解往往会出现偏差。牛顿定律在物理学上的权威性,决定了它对惯性定义的权威性。由此,人们对惯性的理解仅被局限于静止或直线运动,而把转动运动排除在惯性之外。在宇宙中绝对的静止和直线运动是不存在的。几乎宇宙中的所有天体都在作近似的圆周运动。行星的公转和自转,既不消耗动力也不对外做功,不用惯性就很难解释。现代生活中的转动运动比比皆是,转动中表现出的惯性也是如此。砂轮机关上电源仍能转动很长时间;快速行驶的车辆在急刹车时,车轮难以停死,车身和车轮都显示了运动的惯性。所以,转动没有被纳入到惯性中,是现行教科书中NFL的一大缺陷。十几年来,我为NFL中的惯性没有包括转动运动而感到遗憾,也一直为牛顿的遗憾寻找理由。开始我发现,牛顿时代,象征工业大革命的蒸汽机还处于诞生前的孕育期。在1679年法国物理学家丹尼斯·帕潘(Denis Papin, 亦译为Denis baben丹尼斯·巴本,1647-1712)在发明和研究高压锅时最早发明了用蒸汽推动活塞的机械运动。1698年到1712年间,英国人托马期·塞维利(Thomas Savery,1650-1715)和托马斯·纽科门(Thomas Newcomen,1664-1729) [1]先后制造出了早期用于矿井抽水的蒸汽原型机和5.5
[文章摘要]:磁力仅存在于以原子为基础的客观实体之间,而原子中的原子核与核外电子都是在不停地相对运动的。因此,研究运动电荷之间的库仑力是很有必要的。这有可能揭示磁力的本质因素。经本人研究发现:磁力很可能只是以原子为基础的导体内存在电子定向移动时,运动/静止组合电荷(电子与原子核)情况下的库仑力的矢量叠加结果。这一结论具有颠覆性意义,欢迎有兴趣的朋友共同参与讨论和进一步研究。 一、运动电荷之间的库仑力的可能规律分析大量物理现象与实验结果表明:电荷之间存在的库仑力的相互作用速度并非是无穷大的,而是有限的,很可能与真空中静止光源产生的光之速度C有关。因此,本文拟以真空中静止光源产生的光之速度C作为静止电荷之间才存在的库仑力的相互作用速度来讨论运动电荷之间的库仑力。而库仑力的作用速度是以每个电荷为参照物的,即相对运动的电荷之间才存在的库仑力的相互作用速度应与电荷的相对运动速度叠加。如下图一所示:当t=0时,位于A点的电荷Q静止,而位于相距R的B点上的电荷q以速度V匀速直线远离时,两个电荷之间的库仑力为: 由(公式1-1)可知:两个相对远离的电荷之间存在的库仑力比相对静止时会更大一些。这是因为任意t时刻电荷所受到的库仑力是更早一些的时刻t'距离时的库仑力。二、两根平行且无限长直导线中运动电荷之间存在的库仑力如下图二所示:有两根相距L的无限长直导线,在导线内没有电流
1、相对运动原理按照物理学的定义,运动亦即物体位置的变化。而我们所说的物体位置,只能是物体之间的相对位置。我们要想确定物体的位置,必须要先选取某一物体为参照系,然后以参照系为原点,来确定其他各个物体相对于参照系的位置。离开了参照系,我们就无从谈起物体的位置。既然物体的位置是相对的,那么物体的运动----即物体位置的变化,当然也是相对的。我们在研究物体运动之前,必须要先选取某一物体作为参照系并视其为是静止的;而我们所描述的其他各个物体的运动,当然就是相对于所选取的参照系的运动。离开了参照系,谈论物体的运动就毫无实际意义。速度是我们对物体运动快慢的一种量度,既然运动是相对的,速度当然也是相对的。我们描述物体运动需要选取参照系,测量物体运动速度同样离不开参照系。我们所测量出来的任何一个物体的运动速度,都是相对于所选取的特定的参照系而言的。速度的相对性决定了一个物体相对于不同的参照系,会具有不同的运动速度。例如,相对于路基这个参照系来说,火车A是以每小时100公里的速度运动着的,但如果我们选取在同一方向上以同样每小时100公里速度相对于路基运动的火车B为参照系的话,火车A则是静止的,其速度为零。既然物体的运动速度是相对的,这也就决定了物体所具有的能量也是相对的。拿动能来说,一个物体所具有的动能大小等于该物体质量与其速度平方的乘积的二分之一,即牛顿的公式E=?mυ2。由于物体的运动速度是相对
[文章摘要]:时间会不会因运动而改变自身的流失速率或方向是物理学需要解决的最基本问题之一。本文通过对相对观察者存在不同运动状态下的标准时钟所显示的实时时刻及其相互关系,来分析时间是否真的会因运动而改变。相对观察者运动的时钟会因时钟与观察者之间距离的变化而导致观察者读取时刻与实际时刻间存在差异,这只是因为观察者读取时钟时刻是通过传递速度有限的光来实现的。因此,这种读取时刻与标准时刻间的差异并不是因相对运动导致的,而是因相对距离的变化导致的。并不能证明相对观察者距离相同的两个或以上的、运动状态不同的时钟所指示时刻是不同的,更不能证明时间与运动速度相关。一、几个重要的术语及其相互关系1、几个重要术语1.1 标准时钟:或称作理想时钟,是能够准确指示时刻和时间的时钟(本文中所指的时钟均是标准时钟)。一个惯性系中只有一台或无数台指示时刻完全相同的标准时钟,其所指示的时刻和时间不会因任何因素(包括时钟的运动状态及所处环境的力场不同)而改变;1.2 本地时钟:与观察者距离为0且运动状态完全一致的时钟。在同一惯性系中,任意空间位置上的本地时钟所指示的时刻和时间都是相同的。如:地球时中,无论时钟位于北京、上海、广州,还是纽约、华盛顿、伦敦、格林威治,它们所指示的时刻和时间都是完全相同的;1.3 异地时钟:与观察者距离不为0但距离不随时间变化且运动状态完全一致的时钟。异地时钟与本地时钟任意时刻所指示的时