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牛顿力学与新物理学假设

(2013-05-15 17:29:17)
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杂谈

牛顿力学与新物理学假设

1.前言

   由电磁场的麦克斯韦方程组可推出电磁场速度为光速c。现在问题是光速c究竟是相对地球静止坐标系的速度,还是相对太阳静止坐标系或所有坐标系的速度?

相对论的光速为c是对所有坐标系都成立的。相对论若不成立,则光速c究竟是相对哪个坐标系的速度就成了一个问题。

以实验事实为基础的牛顿力学,依然可以成为新物理学的基础。在下面的物理学新假设条件下,牛顿力学可以成立。

笔者认为,麦克斯韦方程组的一些公式数据来源于在地球静止坐标系的实验事实中的数据,因此,可以假设电磁场相对地球静止坐标系的速度为光速c。

物理学新假设如下:

一、    电磁场速度假设

电磁场相对地球静止坐标系的速度为光速c。

根据电磁场速度假设就可以解释迈克耳逊—莫雷实验事实。光速在地球“静止”坐标系各方向为c,因干涉仪两臂固定长度相等,故不存在光程差,因此在地球上观察不到干涉条纹移动。

物理学新假设电磁场速度相对地球静止坐标系为光速c,该假设是否符合事实呢?如果该假设不符合事实,则相对论的光速为c是对所有坐标系都成立(包括地球静止坐标系)的结论也必然与事实不符。

物理学的基础应该建立在严格的实验事实的基础上。建议发达国家有条件的科研机构组织实际的测量,确定电磁场的速度相对哪个坐标系为光速c,这关系到物理科学的真实性问题,即理论物理与事实是否相符的问题。

 

二、    电磁力削弱假设

电磁力削弱假设:如果带电粒子q和电场源相对地球静止坐标系静止,则粒子所受电场力为Eq;如果电场源、磁场源相对地球静止坐标系静止,粒子顺电场力方向或磁场力方向,相对地球静止坐标系以光速c运动,则所受电场力、磁场力为0.

电磁力削弱假设,可以用一个事例作简单的类比。如果有一木块A浮在水面,水的流速为v,对木块A进行受力分析:若A相对岸边静止,则A除受到重力和水的浮力外,还会受到水的推力和摩擦力。因此,A在没有其它外力作用下会顺水漂流,但A的速度不可能超过v。而若要A顺水流速度超过v,则A一需要外力,二会受到水的反向阻力和摩擦力。

以此类推,带电粒子在加速器中的速度,是受电场和磁场作用的结果,而电场、磁场在地球静止坐标系速度为c,故带电粒子在地球静止坐标系速度不可能超过光速c,除非粒子受到速度超过c的力场的作用。

   设电场源、磁场源相对地球静止坐标系速度为u,粒子相对地球静止坐标系速度为v,则由电磁力削弱假设和实验数据可得:

2.1当u=0,粒子沿电场力方向以v速度运动,且v ≤ c时,则粒子所受电场力为:

 

F =  Eq×二次根号(1-v的平方÷c的平方)          (2.1)

若v > c,则粒子所受电场力,按(2.3)公式计算,将v-c代入(2.3)公式中的v,力的方向与粒子运动方向相反。

2.2 当v=0,电场源沿电场力反方向以u速度运动,且u≤ c时,则粒子所受电场力为:

F =  Eq×二次根号(1-u的平方÷c的平方)        (2.2)

若u > c,则粒子所受电场力,按(2.4)公式计算,将u — c代入(2.4)公式中的u,力的方向与u ≤ c时,粒子所受的电场力方向相反。

2.3 当u=0,粒子反电场力方向以v速度运动,则粒子所受电场力为:

F =  Eq÷二次根号(1-v的平方÷c的平方)          (2.3)

2.4 当v=0,电场源沿电场力方向以u速度运动,则粒子所受电场力为::

F=   Eq ÷二次根号(1-u的平方÷c的平方)         (2.4)

  (2.1)为电磁力削弱假设的数学表达式;(2.2)为电磁力削弱假设类比而得出的数学表达式;(2.3)为(2.1)的推导式;(2.4)为(2.3)的推导式,现以(2.3)式为例,推导如下:

假设在地球静止坐标系两点x1,x2有均匀电场E,方向为x1指向x2,且电场源速度u=0,设一负电子e在电场力作用下。从x2点由静止向x1点运动,在x1点处电子e速度为v,根据(2.1)计算x1、x2两点电场力分别为:               

F1=Ee×二次根号(1-v的平方÷c的平方),F2=Ee。

e在x2点与在x1点所受电场力相差 1÷二次根号(1-v的平方÷c的平方) 倍。

如果令e在x1点的速度为0,则在x2点的速度为-v,即e反电场力方向相对于x1的速度为v,因e在x2点与在x1点所受电场力相差1÷二次根号(1-v的平方÷c的平方)倍,故当粒子反电场力运动所受电场力为x1点电场力的1÷二次根号(1-v的平方÷c的平方)倍,即:

F2=F1÷二次根号(1-v的平方÷c的平方) 

   =Ee×二次根号(1-v的平方÷c的平方)÷二次根号(1-v的平方÷c的平方)=Ee    (2.5)

  若e在x1点相对地球静止坐标系速度为0,则可得F1=Ee,而当e在x2 点逆电场力方向相对地球静止坐标系速度为v时,e所受电场力由(2.5)即可推得(2.3)式。   

2.5 u≠0,且v≠0时,电场力的计算。

  根据电荷守恒原理可得,(2.1)、(2.2)、(2.3)、(2.4)电场力的增减实质上是电场的增减,因此,当电场源与粒子相对地球静止坐标系存在运动时,即v≠0, u≠0时,可令v=0, 先计算u运动时电场E的大小,再以E、v≠0代入(2.1)或(2.3)式。

  例: 已知v≠0时,u≠0,且u运动方向与电场力方向相反,v运动方向与电场力方向相反,电场源电场强度为Es,则:

  令v=0,由(2.2)式可得作用在粒子的有效电场E为:

E=Es×二次根号(1-u的平方÷c的平方)        (2.6)

  将v、E代入(2.3)式可得

     F=Eq÷二次根号(1-v的平方÷c的平方) 

      =Es×q×二次根号(1-u的平方÷c的平方)÷二次根号(1-v的平方 ÷c的平方)   (2.7)

当v=u时,由(2.7)式可得 F=Es·q

如果要计算动态电场力所做的功,则需运用定积分。

由电荷守恒原理类比,粒子的质量守恒,即运动质量不变。

2.6 建议实验(i i )

  在(2.3)、(2.4)式中,粒子所受电场力随速度增大而增大,这与狭义相对论完全不同。在狭义相对论中,无论粒子在电场是沿电场力方向还是反电场力方向运动,质量均“增加”。

可设置一电场源,通过向电场发射与电场力方向相反的高速粒子,测量并计算电场力所做的功,即可判定(2.3)、(2.4)式是否成立。

该实验将是革命性成果,若谁由此实验获诺贝尔奖则不足为奇。

 

2.7 当磁场源相对地球静止坐标系速度u=0,粒子q以速度v垂直于磁场运动,则所受磁场力为:

    Fo=Bqv×二次根号(1-v的平方÷c的平方)      (2.8)

  由(2.8)可得,当粒子相对磁场源静止时, Fo=0,当v=c时,Fo =0粒子在磁场为直线运动。

2.8库仑定律、万有引力定律的纵向运动动态公式

由(2.1)、(2.2)、(2.3)、(2.4)、(2.8)电磁力削弱公式同理可推库仑定律、万有引力定律的纵向运动动态公式。

 

2.9中微子可能会超光速的解释

带电粒子在加速器中的速度,是受电场和磁场作用的结果,而电场、磁场在地球静止坐标系速度为c,故带电粒子在地球静止坐标系速度不可能超过光速c,并且如果带电粒子超过光速c,则会受到电场和磁场反向力作用。

中微子不带电,其速度不受电场和磁场的影响,不会受到反运动方向的阻力,因此,中微子速度完全可以超过光速c 。

新的物理学假设不排斥超光速c的可能。

2.10结束语

  虽然作者认为电磁力削弱假设相对于质量增加可能更接近事实,但在缺少实验事实依据情况下,尚不能确定,只能说是假设。由此提出的解释和实验建议,是为了拓展思维和证实真理。而且,还有很多物理问题需要提出新的观点,如恒星光程差、光线的弯曲、频率的红移、水星近日点的进动、µ介子的寿命问题、质能关系式等等,需要大家努力,让我们一起来改变世界吧!

 

参考文献

[1]  第三次物理危机(1)与李子的逻辑论证      李子ljb   李晓露

[2]  第三次物理危机(1)与李子的逻辑论证(2)  李子ljb   李晓露

[3]  第三次物理危机(1)与李子的逻辑论证(3)  李子ljb   李晓露

[4] 第三次物理危机(1)与李子的逻辑论证(4) 李子ljb   李晓露

[5] 第三次物理危机(2)与 双胞胎“佯谬”       李子ljb   李晓露

[6] 第三次物理危机(3)与碰碰车                李子ljb   李晓露

[7] 第三次物理危机(4)与光束高度的矛盾       李子ljb   李晓露

[8] 第三次物理危机(5)与美国的GPS时间         李子ljb   李晓露

[9] 第三次物理危机(6)与洛伦兹坐标变换        李子ljb   李晓露

[10] 第三次物理危机(7)与相对质量          李子ljb   李晓露

[11] 第三次物理危机(8)与宇宙黑洞          李子ljb   李晓露

[12] 第三次物理危机(9)与迈克尔-莫雷实验  李子ljb   李晓露

[13] 第三次物理危机(10)与宇宙飞船            李子ljb   李晓露

[14] 第三次物理危机(11)与激光武器            李子ljb   李晓露

[15] 物理学的重大成果——李子定理            李子ljb   李晓露

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