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重新看待电动力学

(2012-12-15 21:52:07)
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于正

差异

也是

中性

情况

分类: 物理学

关于电荷以及电磁现象的研究

                              

 

摘要:通常认为电荷是物质存在的内在属性,显然,没人认知道电荷的本质是什么?更没有人知道为什么同种电荷相互相斥、异种电荷相互吸引?为了搞清电荷的本质,通过对摩擦起电的排斥、吸引现象的研究发现,电荷是不存在的,电荷的性质可以用磁的性质来解释,也就是电荷所产生的电场本质就是磁场;同时也就是说电流的本质只是一种没有带任何电性的粒子(可成其为外子)的一种定向碰撞运动的结果;故:‘电荷’与过去的‘热质’说一样本质上都是不存在的,属于人类主观的存在物,并且由于电荷是不存在的,故可推理得出:强相互作用力是不存在的。

 

关键词:电荷;电场;磁场;热质;强相互作用

 

中图分类号:NO

                     

引言:

电荷很神秘,公元前600年左右,希腊人发现了摩擦过的琥珀吸引轻小物体的现象。16世纪,英国御医吉尔伯特提出了电荷的概念,美国科学家富兰克林提出了正负电荷的概念。且电荷有两种:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;两种电荷间的相互作用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

这样可以看出,人们是为了解释摩擦过的物体为什么会吸引轻小物体以及摩擦物体的吸引排斥现象,故而提出了电荷并认为有正负电荷这两个概念,也就是说电荷只属于对自然现象进行解释提出的一个概念,并不是事实本身,因为并没有谁对电荷的本质进行过系统的解释和分析,这一点和早期人们认为自然界存在‘热质’一样,都是为了解释生活中我们所遇到的一些常识现象,不过到现在热质说早已经被否定,这一点可参考文献【1】。

为了揭示电荷背后的秘密,我们就需要对电荷的本质进行系统的解释和分析,通过对摩擦起电现象研究分析发现,摩擦起电原来是摩擦起场,电场的本质就是磁场,电荷是不存在的,强相互作用力更是不存在的,为了解释磁场之间相互作用原理的本质,下面运用风车作用空气分子作用原理模型进行表述。同时可以发现,反物质的本质其实是物质粒子内部运动状态相反。

这样不但刷新了电磁学的新一页,并意味着将引发物理学的一场新革命。

 

 

一:电场的本质就是磁场。

1.1:根据电磁学原理,电场和磁场最主要的区别是电场有电荷而磁场无磁荷,其次是磁场是闭合场而电场为非闭合场。

 

下图1为磁畴摩擦实验,甲表示物体在一般情况下的磁畴分布,图乙由A到B表示的是物体受力磁化的过程,实验证明:任何物体都具有磁性,普通物质的磁畴只要存在一个固定方向的作用力,混乱的磁畴将被暂时理顺而对外显磁性,即:摩擦生场。

 重新看待电动力学 

图1:摩擦生场原理实验

以上实验说明,普通非磁性物体经过使加一个作用了力(摩擦),可以具有磁性,这里可把这种现象定义为:摩擦生场。

考虑到摩擦生场的场强计算问题,这里把用E表示磁场场强,用C0表示磁力常数,用F表示作用力,可得如下数学表达式:

磁场强度=作用力/磁常数

E=F/ C                        (1)

1.2:对于摩擦起电现象我们可以用摩擦起场来解释,如下图2所示,摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质,由于任何物体都具有磁畴,如图1所示:当物体经过摩擦时,相当于对物体表面分布的磁畴施加一个固定方向的作用力,从而使摩擦区域的小磁畴得以暂时理顺,从而带有磁性,当用带有磁性的物体靠近轻小纸屑时,相当于磁化了小纸屑,所以摩擦过的物体能吸引轻小物体,摩擦起电=摩擦生场。【2】【3】【4】

重新看待电动力学

 

图2: 摩擦起电实验

通过对以上摩擦起电实验分析可知:摩擦起电的本质就是摩擦生场。

根据电场原理,电场强度=作用力/电荷常数

                E=F/q0                       (2)

那么就有,电场强度=磁场强度,q0  = C0,即可得:

                 E=F/q0= F/C0                 (3)

由(3)式可知,电荷是不存在的,考虑到电场的本质是磁场,我们就可得如下数学表示式:

                     电场=磁场

               E电  B 磁              (4)

根据(4)式电场的本质就是磁场,这样库仑定律F=k*(q1*q2)/r^2就需要修改为:

F=k*(c1*c2)/r^2          (5)

根据(4)和(5)式,电场就是磁场,电场满足平方反比原理,又根据磁场的平方反比原理作用机制,我们可统一得到一个(电)磁场的平方反比原理:

        磁场=磁常数/距离的平方

C=K/r^2             (6)

通过对以上的实验分析及其证明,摩擦起的是场而不是电,故可证明电荷是不存在的,电场的本质就是磁场。

 

1.3:考虑到电场的本质就是磁场,这样,磁场就有闭合场和非闭合场之分。通常:由于磁性物质的磁畴方向总是稳定的,故而磁铁所具有的磁场为闭合场;而根据图1中摩擦生场中的磁场的磁畴由于存在‘退磁化时间’,从而是不稳定的,进而摩擦生场形成的只能是非闭合场,故而可知非闭合场是磁场的不稳定形势。这可以解释当下所认为的电场和磁场的另一个区别,进而说明电场的本质就是磁场。

 

小结:由于电场和磁场唯一存在的两个其别可以用磁的性质进行解释,这样,电场的本质就好似磁场。

 

二:磁场的本质及其作用原理

根据磁场原理,磁场的本质是由有规律运动的电子作用周围游离的粒子形成,其作用原理我们可以运用风车作用空气分子原理模型进行表述。如下图所示:

 重新看待电动力学

其中A组表示磁场的南北极(电场的正负极),两个运转方向不同的风车作用时会形成吸引现象;而B组和C组表示的是磁场的同名磁极,当两个运转方向一致的风车相互作用时会形成排斥现象。通过对这个原理的分析,我们可以通俗的揭示磁场磁极的本质。这样也就是说磁场的本质是电子运动造成的粒子旋流,同时也就是说磁场并非是什么超距作用,而是通过游离的介质粒子旋流来实现超距的作用力。

根据风车模型,磁场的强度与风车的旋转速度有关,也就是说磁场强度与电子的运动速度有关,这样满足磁场强度公式:E=F/ C0 ,其中F表示电子的运动速度,这可以很好的解释通常意义下所认为的磁场强度为什么跟电荷的运动速度有关。

     根据风车模型,磁场极性(正负电荷)的本质为不同的运动式,由于反物质是根据正负电荷的性质提出的,这样,反物质的本质就应该为物质粒子内部的运动状态相反。  

 

三:讨论

3.1:根据摩擦生场原理,如果摩擦过的塑料棒能吸引纸屑是因为产生磁场的性质,那么用磁铁靠近纸屑肯定也能吸引纸屑,但常识告诉我们,这简直是天方夜谈,因为磁铁根本就不能磁化纸屑,所以当磁铁靠近小纸屑时,纸屑并不会像铁屑一样飞起来粘到磁铁上;那么,这是否反证摩擦起场的观点是错误的呢?答案是否定的。

其原因是因为普通磁铁磁场所具备的单位平均磁力远低于摩擦产生的局部单位平均磁力,也就是说稳定闭合场的磁化力通常要远小于不稳定非闭合场的磁力,从而导致磁铁在通常情况下无法磁化轻小纸屑,进而导致不具备吸引轻小纸屑的性质。

3.2:摩擦起电现象反证不存在正负电荷

对于摩擦起电吸引轻小纸屑这种实验现象通常我们认为:带电的塑料棒之所以会吸引电中性的纸屑,是因为当塑料棒靠近纸屑时,纸屑产生一种感应异种电荷;而一会儿纸屑的弹开,我们认为是吸引后电荷产生了重新排布,使纸屑和塑料棒带同种电荷,同性相斥,所以纸屑会被弹开。

对于以上解释是一个经不起推敲的看法。

第一:既然纸屑是电中性的,那就是对外不显电性,这样何谈产生感应异种电荷,从而实现相互吸引?

第二:退一步说,即使产生了感应异种电荷,由于电荷之间的感应几乎是瞬时的,在相互吸引后的那一刹那必然同时使纸屑感应重新排布产生同种电荷,这样也就是说吸引和排斥基本是同时完成的,但实验证明排斥现象至少在吸引后的两三秒钟才发生。

第三:对于摩擦起电存在的吸引和排斥现象,我们可以用场的观点来解释。吸引现象的本质是:塑料棒磁化了纸屑;排斥现象的本质是:塑料棒的‘退磁化原理’。由于塑料棒‘退磁化过程’的存在,这恰好能解释两三秒钟的吸引现象(这个吸引时间本质就是‘退磁化’时间)。

3.3:通常认为电流的本质是电荷在电子之间转移运动产生,而根据上面所证明,电荷是不存在的,而根据风车模型,电流的本质就可以解释为不带任何电性的电子(这里可从新定义为外子)之间的定向碰撞运动产生。

小结:虽然对处于高压输电装置周围人的存在吸引现象这已经是不争的事实;且2010年诺贝尔物理学奖得主‘海姆’曾于1997年用强磁场把一只青蛙悬浮起来。但最直接、最有力的验证方法依然是去做一个强磁场吸引轻小纸屑的实验。(注:这在理论上是可行了,因为任何物质都可以看作具有磁性,只是存在强度上的差异)

四:推理

推理一:因为电荷是不存在的,电场的本质就是磁场,这样电子就不具有任何的电性质,从而我们需要对围绕原子核高速运转的这种粒子从新定义,可且把它取名叫做:‘外子’。

推理二:如果说电荷是不存在的,那么由认为电荷存在推理得出的原子核的强相互作用力也只能是不存在的。(注:直到现在我们也并没有谁能通过实验直接或间接证明并观测到强相互作用的存在)

推理三:由于正负电荷的本质只是磁场的一种不同运动方式而已,显然反物质与普通物质的物理区别只能为运动原理相反,且我们尚需要对反物质的本质进行更加深入的研究。

五:总结

虽然麦克斯韦统一了电磁学,但仍然没能证明电场的本质就是磁场。而我们之所以认为自然界存在电荷,是出于对未知现象:摩擦过的物体能吸引轻小纸屑的一种解释;同样,认为电荷有正负之分也是出于对未知现象:摩擦物体之间存在的吸引和排斥现象的一种解释;而如今这两种现象可以用磁场的性质得到更好的解释,故可证明电荷的存在是不必要的,电场的本质就是磁场,从而真正实现了电磁学的最终统一,且由于正负电荷是不存在的,那么原子核应存在的强相互作用力也是不必要的假设。

 

 

 

 

 

参考文献:

【1】       历史上100个最伟大的发现/(美)亥文著;徐丽娜、岳玉庆等译.——青岛出版社,2007.12   79-81页

100 history the greatest discovery / (beauty) the HAI Wen, XU LI-na, YUE YU QING  translation, etc. - Qingdao press, 2007.12 pp. 79-81

 

【2】   哈里德大学物理学. 下册/ (美)哈里德,瑞斯尼克,沃克著;张三慧等译;滕小瑛等改编.——北京:机械工程出版社,2009.2 (12-20)1-182页

harry DE university physics. Part ii / (beauty) harry DE, Rei-ss Nick, the walker, ZHANG SAN hui and translation; TENG XIAO-YING adaptation, etc. - Beijing: mechanical engineering press, 2009.2 (12-20) 1-182

 

 

【3】       电磁通论/(英)麦克斯韦著;戈革译.——北京:北京大学出版社,2010.1

      25-199页 315-392页 399-613页

      Electromagnetic which / (English) maxwell the; GE Ge translation. -

      Beijing: Peking University press, 2010.125-199 315-392 399-613

 

 

【4】       大自然的基本力/[美]黄克孙 著;杨建邺,龙芸译;杨建军校. ——上海:上海世纪出版集团 2009.8 13-27页

       the nature of the basic force / [beauty] HUANG KE-sun the; His England, LONG-YUN translation; England point. -- Shanghai: Shanghai century publishing group 2009.8 13-27 pages

 

 

 

 

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