一、相对运动电荷之间的库仑力计算方法简述库仑定律是描述两个相对静止的带电体之间存在的相互作用力,即库仑力。但如果两个带电体是相对运动的,则因为库仑力的相互作用速度不是无限大的,而是有限的实际情况,则库仑定律不再完全适用,需要进行适当的修正。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:其中:t'=t-(R-V(t-t')/C,代入上式并整理后可得: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。如果位于B点上的电荷是朝A点运动时,则以上(公式1-1)应修改为:也就是说:当两个点电荷以速度V相互靠近时,则库仑力会小于静止时的库仑力。原因是任意时刻t的库仑力是更早一些时刻t'距离时的库仑力。二、真空磁导率的理论值近
一、采用“电光效应元件”的单向光速测量实验初步方案在《斐索齿轮法与脉冲光:单向光速测量的可能性》[1]里,提出了用实体的物理实验测量单向光速[2,3]的原理。这里进一步建议可能的物理实验装置的初步方案。如下图。图1 采用“电光效应元件”的单向光速测量物理实验方案采用两个“电光效应元件”[4-6]。第一个元件,在电方波脉冲作用下,将“连续光”遮挡成“脉冲光”。之后,第二个元件,等效实现“斐索齿轮”的作用。由于电信号的传播速度,与光速同量级。所以,在上述方案(图1)中,整个装置都处在静止状态。光通过两个“电光效应元件”的时间 ττ = D/c这里,D是两个电光效应元件之间的空间距离,c是光速。两个“电光效应元件”上施加同一个电方波脉冲,其周期为T。将T在τ上下一定范围内变化。亦即,不进行指定距离D的改变,而是改变脉冲光的周期T。这样,可以提高实验的精度。当完成了足够次数的测量后,再改变两个“电光效应元件”之间的指定距离D。重复上面的步骤。即可完成重复性实验。二、说明(1)电光效应元件:可以由“泡克耳斯效应 Pockels effect”实现[4-6],其响应时间低于飞秒(fs, 10-15s)。(2)光强检测可以采用“光电效应”[7,8],其响应时间也低于飞秒(fs, 10-15s)。其余从略[9-11]。 参考文献:[1] 中国科学院科学智慧火花,杨正瓴,20
曾经,质能方程只能在惯性系中写出,不能定量给出非惯性系中质量和能量的关系,一直 令爱因斯坦难以释怀。在加速系和引力场中质能方程能否成立,也成为人们好奇、疑虑却心有 余而力不足的悬案。本文将循着爱因斯坦 1907 年在《物体的惯性同它所含的能量有吗?》中所用的方法,只是将他用的时空收缩因子拓展为含引力势φ的或者说,只是将他所用的多普勒红移公式,换成势速协同红移公式,推导背景系加速运动或者 背景时空中包含引力场的质能方程。聊以告慰爱因斯坦和消除人们的疑虑。设K' 系相对于静伽系K 沿X 轴正向(X' 与X 轴同向)加速运动,等效为K 观测K' 处在X轴负方向的引力场中;一个能发光的物体静止在K 中,它相对于K 的能量记为>E1,相对于K' 的 能量记为E1' .另设某一时刻t,该物体沿与X 轴夹θ角的方向发射能量为ΔE/2的平面光脉冲, 同时在相反的方向(π -θ)也发出等量的光;显然,发射光脉冲前后物体相对K系始终静止。 并设t时刻,K'相对于K的速度和加速度分别为u和a.发光后物体相对于K 和K'的能量分别 记为E2和E2'.因为发射光脉冲时间极
布朗运动是物理学中的一个著名现象。1827年,英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在液体中的花粉微粒时,发现微粒总是在做无规则运动。后来人们发现,这是一种广泛存在于自然界和人类社会实践活动中的随机运动现象,如空气污染扩散、陀螺随机游走和股票价格波动等。当今的科学家们普遍认为,自爱因斯坦之后,人类已经发现了所有最基本的自然规律,不同学科的理论体系在逻辑上是统一的,对同一自然现象及运动规律的描述是完全一致的。但是,在现有不同学科的教科书中,却存在两种对立冲突的布朗运动理论。一种是数学家们基于“布朗运动位移服从正态分布”基本假设建立的《随机过程》布朗运动理论;另一种是工程师们基于“布朗运动瞬时速度为白噪声”的实验规律建立的《随机信号分析》布朗运动理论。两种理论的基本假设和逻辑结论不仅根本对立,而且对布朗运动现象及规律的描述也矛盾冲突,实际应用效果更是完全不同。在科学发展过程中,对于同一自然现象及规律,往往由于科学家的世界观、研究方法和实验手段的不同,会形成截然不同的科学理论,例如托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”。但是,随着人类认识水平和实验手段的不断提升,最终会对两种对立冲突的科学理论做出公正的评价,导致一种科学理论对其它理论的替代,从而引发一场科学革命,使科学知识体系和人类思维方式发生重大变革,把人类对客观世界的认识提高到一个崭新的高度。数学理论是描述现实世界数量关系和空间形式的知识
一、电子半径实验测量的反思目前主流认为[1,2]:“电子无结构,可视为携带点电荷的点粒子。”“离子阱囚禁单电子的实验表明电子半径的上限值约为10-22米。”目前的对撞机“按粒子束的种类来分有:正负电子、电子-电子、正反质子、质子质子、质子-电子、离子-离子、离子-电子、光子-光子、缪子-反缪子对撞机。”[3-5]用实验测量电子半径,目前主要有2类方法:(1)碰撞,(2)囚禁。疑问:上面的这些测量实验,似乎承认一个前提假设:“电子是刚体,并且独立于测量过程”。换言之,在整个实验过程中,电子基本上不发生变形;并且,电子不与“离子阱”自身发生重叠现象等。反过来,(1)假如电子的表现类似流体,并且可能是“可压缩”流体[6,7]?(2)假如电子可以和“离子阱”产生某种“重叠”作用(所谓粒子是对应的场的某种激发)?因为,毕竟离子阱自身就是“电场或磁场,或者它们的组合[2]”。 再通俗些说:假如电子是像木星、土星一样的气态结构,是不是同样可以解释现有的物理实验结果“找不到电子的半径”?因为主流认为[8]:“场是比实物粒子更基本的一种物质存在,具有更为丰富的内涵,任何实物粒子都有一种与之相对应的场。所谓粒子是对应的场的某种激发,而粒子之间的相互作用来源于场之间的相互作用。”而离子阱自身就是“电场或磁场,或者它们的组合[2]”。物质可以处在:固态、液态、气态,等离子态、超固态、玻色-爱因斯
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