运动质量解说

2011-04-12 08:14王少波
科学之友 2011年8期
关键词:参照系带电粒子光子

王少波

(广东 东莞 523850)

一直以来,人们研究物理现象,大多数都停留在物理表象上。什么叫只停留在表象上?比如,人们观察到物体有惯性这种性质,就认为物体就应该有惯性这种性质,没有继续去猜想为什么物体会有惯性?又如,人们研究力学时,发现力是可以矢量合成等效性的,而人们自从得到力是可以矢量合成后,人们就没有进一步思考:力为什么可以矢量合成等效?从未有人试过建立一个理论去解释这些理所当然的物理现象。

20世纪,相对论建立后,有一个质量与速度公式。其中,运动物体质量根据速度相应增大,一直以来,人们都不了解,为什么运动的物体质量会增大,什么叫运动质量。同样,人们也从未试过建立一个理论去解释这些东西。下面本人将利用类光子模型,试图解释运动质量,解释运动物体质量变大的原因,并建立起新的质量公式,且解释粒子运动时,一些物理量的变化。

1 尝试使用“类光子”模型解释一些物理现象

1.1 尝试解释动量守恒、动能守恒及力的平衡现象

所谓“类光子”模型就是:世界万物是由“类光子”通过四面八方聚合而成的。在“类光子”模型内,物体的运动如人群运动现象一样,物质的运动解释为因为在一个方向上存在“类光子”的运动数量差。

假设物质是由n个“类光子”动态组成的。那么我们可以把物质的质量写成m=km×n,km为一系数。

按照公式P=m*v,得动量为:P=kp×Δn,kp是一系数。

上面的“类光子”模型已解释了什么是运动。那么力是什么?动能又是什么?动量是什么?

根据上面所得动量P=kp×Δn,可知动量就是作用在物体上的“类光子”数量差Δn。

由上面可知自然界的动量守恒、动能守恒甚至力的平衡等等,其实就是“类光子”数量差的不同形式的数量守恒。

1.2 尝试解释引力和斥力

上面介绍过物质的运动解释为因为在一个方向上存在“类光子”的运动数量差。这个是物质运动的内部原因。而物质之所以能产生“类光子”的运动数量差,是因为存在力的作用。我们把力的作用称为物质运动的外部原因之一。任何力的作用都是通过传递“类光子”来完成的。引力如万有引力,其实是通过增强或减小物体周围“类光子”密度,而造成“类光子”的运动数量差。一般的引力作用,多数是场的叠加。见图 1,粒子1和粒子2两者之外的场的叠加,导致两者之间的场密度较其它大,所以造成引力。

图1

引力可以这样解释,那么斥力是如何形成的。见图 1,当粒子1和粒子2运动到较近的地方时,这两个粒子其中灰色部分存在脱离粒子的可能性,假如粒子1和粒子2继续靠近的话,灰色部分就会脱离粒子,并奔向对方,并将因此造成的“类光子”的运动数量差传递到对方粒子上,从而造成斥力。

1.3 尝试解释电磁作用力

假设存在一种新的“类光子”模型正电磁子、负电磁子模型。见图 2,其中形成 a模型的“动子”群体运动方式我们命名为正电磁子;形成b模型的我们命名为负电磁子,当空间内有大量a模型或b模型的物质沿v1正向或反向运动时,即可形成电场。当空间内有大量a模型或b模型的物质沿v2正向或反向运动时,即可形成磁场。

图2

图3

现在我们解释一下电作用力。见图 3,带正电子物体 a的状态是处于相对于空间静止的状态,那么带正电子物体a将均匀向外发送物体b正电磁子,那么带正电子物体a周围将充满b的电场,因为是正电磁子的电场我们称为正电场。假设有另一物体由右向左方向向物体a送了一束正电磁子c,因为c与b刚好反向,所以两个相互作用后相互抵消自旋。相当于电磁子束c经过后,减弱了b方向上的电场,物体a需要令周围电磁再次平衡,需要在b方向补发另一束正电磁子,就这样令物体a在 b方向上存在“类光子”数量差。假设又有一物体由右向左方向向物体a送了一束负电磁子d,因为d与b自旋同向,所以两个相互作用后等于加强了这个方向上的电场,同时当电磁子d到达物体a时,相当于在b方向增加了一束电磁子的收入。就这样令物体a在b方向上存在“类光子”数量差。同理,如是带负电的物体遇到以上情况,也是这样分析。

磁作用力是如何产生的?我们试用新理论解释磁作用力。

假设存在一个带正电的物体 j相对于周围空间静止时,其周围的电场是由物体 j均匀发送出去,假设每个方向发送出去的正电磁子数量为n,正电磁子的速度为V。

现在如果物体j是以相对于周围空间u的速度沿着x方向运动,假设物体j上观察有一束正电磁子沿V的方向以V的大小运动,且物体 j上的观测认为每个方向发送出去的正电磁子数量为n。而相对空间静止的人会观测到物体j有一束正电磁子沿着Vj的方向以Vj大小运行着。Vj其夹角为Q。

那么y方向上的所发射的正电磁子形成电场,其数量为:

图4

所以磁是由于带电物体的运动产生的,磁与磁之间的相互作用力的解释与电作用力解释差不多。可参考电作用力的解释。

2 分析运动物体各物理量变化,并提出新的公式

2.1 解说运动质量

假设在同一个空间内,有一个相对于这个空间静止的物体k1,同时也有一个相对于这个空间以速度u运动的物体k2,相对于空间静止的物体k1可以看成参照系K(x,y,z,v,t),而以速度u运动的物体k2可以看成参照系K'(x',y',z',v',t'),K ' 沿参照系K的x轴方向以u的速度大小运动。见图5。

图5

而根据类光子模型,可以计算出物体运动时,以k2为参照系时,在与x轴夹角为Q方向上的质量m'及t'公式如下:

根据这个公式可知,如果以k2为参照系时,物体k2在与x轴夹角为Q的方向上的质量m',曲线围成一个几何体,见图6。

图6

下面对这个由质量曲线围成的几何体进行积分处理:

积分计算得结果是(4π)/3,所以运动物体以k2为参照系时观察的总质量m’=m,而各个方向上的分量就是:

所以相对物体静止的参照系观察到物体的质量是不变,其质量公式为:

图7

以k1为参照系时,观察k2物体质量是m1',测量出k2物体的质量仍是m'。即:

不过以k1为参照系观察时,m' 的方向已变为与x轴夹角为θ的方向。

通过图7可知:

下面通过θ和m' 的大小作出运动物体k2,在k1上测量时质量的图形。见图8。

曲线r是以k2为参照系观测时的质量曲线,而曲线w即是以k1为参照系观测时的质量曲线。

图8

对这个w曲线围成的几何体进行积分,

尝试用新的质量公式分析能量公式:

2.2 用“类光子”模型分析运动电荷的情况

我们假设带电粒子运动时其电荷的变化和质量变化一样,遵循以下规律:

其中,q为带电粒子相对周围环境静止时所测的电量。q'为带电粒子与速度方向夹角为Q的电荷分量,u是带电粒子的速度。

假设有一个相对于周围环境是静止的带电粒子。我们分析其电荷状态,如图9中(2)图所示,它左右两边接收的电荷是相等的,所以它左右两边的电势是相等的。静止的带电粒子左右两边不存在电势差。

假设有一带电粒子相对于周围环境以u的速度运动,我们分析其运动时的电荷变化情况。

因前面假设带电粒子运动时其电荷的变化和质量变化一样,遵循以下规律:

假设带电粒子在电场中是沿电力线方向运动的,所以不存在角度改变的问题。所以,带电粒子的运动,其各个方向上的电荷最终变成图9中(1)图所示那样。如图9所示带电粒子左右两边电荷多少是不相等的。

图9

带电粒子运动时,两边产生的电荷差,可通过积分计算出来。

正因为存在这个粒子的运动电势差,才使得粒子在电场加速时所受的力减少,所做的功也相应减少。加速的效果越来越差。当运动电场强度E_小于加速器的电场强度时,粒子仍在被加速,而当粒子运动电场强度E_等于加速器的电场强度,粒子将不再被加速,粒子在电场中做匀速运动,而粒子运动电场强度E_大于加速器的电场强度,粒子将可能被加速器减速。如图10所示。

图中 Ek为电子的动能,EU_为电子运动电势减小电场对电子作用的能量

其中Ek可用量热法[2]大约测得:

图10

3 结论

本文从积分角度上扩展“类光子”模型的新应用,并通过分析运动物体的“类光子”变化情况,通过积分方式,得到新的质速公式、时间公式、新的能量公式。在对运动的带电粒子进行分析时,发现运动的带电粒子在运动方向上存在一个运动电势,并且此运动电势使运动电荷在电场中加速时所受的力减少了。

4 展望

通过这篇论文,初步介绍了“类光子”模型理论的积分思想,本人只是想与大家一起建立一个真正属于物理的微积分学理论,并不是为了反相对论而建立的。我希望因此能指引大家向真正的物理微积理论方向迈进。

1 王少波.论相对论时空理论的局限性[J].科学之友,2011(1)(下旬)

2 季灏.量热学法验证质速关系实验[J].中国科技成果,2009(1)

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