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【中华论坛】挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应(挑战宇称不守恒的理论之5)

(2011-03-11 20:12:09)
标签:

杂谈

 

 

 

            挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应

    

                       (挑战宇称不守恒的理论之5)

 

 

    吴健雄教授做的β衰变实验是采用一个励磁螺线管, 通过正、反向电流, 进行两次测量β电子辐射强度来确定宇称不对称(守恒) 的, 她采用的螺线管最内层导线是图(2) 所表示的排线方式, 实验结果显示出 β 电子按左手螺旋出射占优势的结果.

    图(1)表示的是笔者在“再论宇称不守恒和宇称守恒” 博文中提出的实验方案, 它与吴健雄的实验具有相同的物理机制, 因此, 我们可以通过该实验来计算导体通过正、反电流时, 测量到 β 电子强度的不对称系数, 进而推导出吴健雄实验的左手螺旋和右手螺旋出射电子强度的不对系数.

 

 

 

【中华论坛】挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应(挑战宇称不守恒的理论之5)

 

 

 

 

     图(1) 通电导体β衰变实验示意图

 

 

 

【中华论坛】挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应(挑战宇称不守恒的理论之5)

 

         图(2) 吴健雄β衰变实验采用的励磁螺线管排线示意图 

 

在图(1)的实验中, 第一次测量的是在不通电时, 记录的是β 电子出射的背景强度.第二次测量正电流为从下至上时, 从钴-60表面垂直出射的β 电子将受到向正、反平行移动正、负电力线电场力的作用图(3).β 电子将逆导体正电力线向中心蒽晶体集中; 逆负电力线从导体中心向外围分散. 由于从钴-60表面垂直出射的β电子运动方向与正电力线平移方向相反, 多普勒频移使作用频率增大;与负电力线平移方向相同多普勒频率减小,所以 ,蒽晶体接收到的信号将出现β电子强度最大值. 在第三次测量时正电流为从上至下, 这时从钴-60表面垂直出射的β电子运动方向与正电力线平移运动方向相同,多普勒作用频率减小;与负电力线平移方向相反多普勒频率增大, 所以, 将记录到β电子信号强度的最小值.就是说, 第二次测量的β电子强度大于第一次测量的背景强度; 第三次测量β电子强度小于背景强度.如果实验结果符合图(3)中电力线分布,我们就可以根据多普勒效应公式算出导体通过正、反电流时β衰变出射电子强度不对称系数.

.

 

【中华论坛】挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应(挑战宇称不守恒的理论之5)

 

 

 

 

         图(3) 通电导体周围正、负电力线平移示意图

 

 

 

【中华论坛】挑战宇称不守恒------宇称不守恒与多普勒效应(挑战宇称不守恒的理论之5)

 

 

 

 

                 图(4) 螺线管内正、负电力线平移示意图

 

当图(3)导体通电电流从下至上时,钴-60沿垂直玻璃片下方钴-60出射的β电子运动方向与正电力线平移方向相反,所以,相互作用的多普勒频率ƒ1 增大为公式(1)表示; 与负电力平移方向相同多普勒频率ƒ2 减小为公式(2)表示

 

    .

 

     ƒ1 = ƒO (1 + V / C)    (1)     ƒ2 = ƒO (1 -  V / C)     (2)

 

式中V是钴-60出射β 电子统计平均速度, ƒO是导体内电流平均固有振动频率,C为光速是导体中电流运动的群速.所以,蒽晶体接收到的β 电子信号总频率应该写成:

 

     ƒ↑ = ƒ↓ζ + ( ƒ1 - ƒ2)ζ = ƒ ↓ζ + ζ* ƒO * 2V /   (3)

 

公式(3) 中 ζ 是待定常数, ƒ↓ ζ 是导体不通电时β 电子频率背景强度.

 

当图(3)中正电流从上向下时, 正电力线平移方向与β 电子运动方向相同, 多普勒频率ƒ1 减小, 负电力线平移方向与β 电子运动方向相反, 多普勒频率ƒ2 增大这时蒽晶体接收到的β 电子信号总频率应该写成:

 

     ƒ1 = ƒO ( 1 -  /C)    (4)   ƒ2 = ƒO ( 1 + V / C )         (5)

                                

 

          ƒ↓ = ƒ↓ζ+( ƒ1 - ƒ2 )ζ= ƒ↓ζ - ζ* ƒO * 2V /           (6)

 

因此,通电导体通过正、反向电流蒽晶体接收到 β 电子频率差为:

 

        Δƒ = ƒ↑ - ƒ↓ = 2ζ* ƒO * 2V /       (7)

 

其不对称系系数为:

 

        K=( ƒ↓ζ + ζ* ƒO * 2V / C ) / (ƒ↓ζ - ζ* ƒO * 2V /            (8)

 

    同样地, 在图(2)和图(4)吴健雄所做的β衰变实验中,钴-60 沿垂直玻璃片上方钴-60出射的 β 电子,将逆平移的正电力线向螺线管中心向外分散;逆平移的负电力线向螺线管中心集中.当正电流从下至上沿螺线管推进时, 平移的负电力线运动方向与垂直从玻璃片上方钴-60铺层出射的的β电子运动方向相反, ,相互作用多普勒频率增大有公式(9); 平移的正电力线运动方向与垂直从玻璃片上方钴-60 铺层出射的β 电子运动方向相同多普勒频率减小有公式(10)

 

   ƒ1 = ƒO ( 1 +V / μ )     (9)                                              

 

  ƒ1 = ƒO ( 1 - V / μ )      (10)

 

公式(9) 和公式(10)中 μ 是电 流在螺线中向正、反方向推进的群速,因   μ / C = D / L, 所以,                                              

 

     μ =D C /          (11)               

 

    公式(11) 中D是导线的直径,L是导线绕螺线管一周的长度.  当蒽晶体位于钴-60 铺层上方,图(2)中正电流从下向上沿螺线管推进时, 负电力线平移方向与 β 电子运动方向相反,  多普勒频率 ƒ1 增大, 正电力线平移方向与β电子运动方向相同, 多普勒频率ƒ2 减小,这时蒽晶体接收到的 β 电子信号总频率应该写成:

 

       ƒ↑ = ƒ↓ζ + ( ƒ1 - ƒ2)ζ= ƒ↓ζ + ζ* ƒO * 2V / μ            (12)

 

保持蒽晶体和钴-60 铺层相对位置不动,当图(2) 中正电流从上向下沿螺线管推进时, 负电力线平移方向与 β 电子运动方向相同, 多普勒频率ƒ1 减小, 正电力线平移方向与 β 电子运动方向相反, 多普勒频率 ƒ2 增大,这时蒽晶体接收到的 β 电子信号总频率应该写成:

 

      ƒ1 = ƒO ( 1 - / μ )    (13)     ƒ2 = ƒO ( 1 + V / μ )      (14)

    

       ƒ↓ = ƒ↓ζ + ( ƒ1 - ƒ2)ζ= ƒ↓ζ - ζ* ƒO * 2V/μ                  (15)

 

因此,通电螺线管通过正、反向电流蒽晶体接收到β 电子频率差为:

 

        Δƒ =( ƒ↑- ƒ↓) = 2ζ* ƒO * 2V / μ       (16)

 

其不对称(守恒)系数为:

 

        1 =( ƒ↓ζ + ζ* ƒO * 2V/μ ) / (ƒ↓ζ - ζ* ƒO * 2V/μ         (17)

 

从以上计算结果表明, 图(1) 的 β 衰变实验和图(2) 吴健雄的 β 衰变实验具有完全相似的性质,不同的仅在于β 电子出射占优势的方向不同(相对正电流电力线矢量方向不同).另外,两个实验中向正、反方向平移电流的群速   C 与 μ 不同,  但固有振动频率 ƒO 相同,在这一点上与光波和电子的德布罗意波的关系完全相似. 因此,我们可以根据不同光波频率等于ƒO所对应的电子平均速度等于μ 和放电管两端加速电压U, 再通过实验测出的 Δƒ 值,就可以根据公式(5)或公式 (12) 算出待定系数 ζ .并算出在导体两端加上不同电压 U 对应的导体直流电对应的平固有振动频率 ƒO . 科学探索是循续渐近的过程,笔者在“挑战宇称不守恒的理论”前几篇博文中论述不够完善,各别地方还有错误.本文是挑战宇称不守恒的理论定性、定量和实验全面的总结, 期盼网友批评指教.

 

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