加载中…
个人资料
谷海权
谷海权
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:3,883
  • 关注人气:13
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
谁看过这篇博文
加载中…
正文 字体大小:

物理概念2  质量不是物体所含物质的多少

(2013-07-27 15:47:44)

 质量是牛顿力学的核心概念。质量通常被认为是物体所含物质的多少(即质量是物质量)。

在新力学中,质量表示一个体或体系在单位面积上得到或失去“引性物质”的多少,其数学表达式为:

       质量=dV/dσ(V 表示引性物质的多少,因V 中只含有μ旋信息而得;σ表示面积)

可以看出,在这里质量已经不是物质量,而是作用量了。

下面说明我是如何从现代物理学中得到质量的新定义的。

根据引磁电本质可知,在自然界中存在三种作用量:质量、磁量和电量(注:质量只不过是其中之一而已)。当然了,这里的三种作用量在数学上应当具有相同的地位。因此,以电量为例,可更好地说明如何来定义质量。

我们知道在经典力学中,有这样三个相似的定义

⒈水流强度:单位时间里通过单位橫截面积的水量(水的多少)叫做水流强度

⒉热流强度:单位时间里通过单位橫截面积的热量(热的多少)叫做热流强度

⒊电流强度:单位时间里通过单位橫截面积的电量(电的多少)叫做电流强度

值得注意的是,这里的水的多少、热的多少、电的多少应理解为水物质的多少、热物质(以后我们会讨论:热是运动,它的物质承担者是νt)的多少、电物质的多少。

这样,上述三个定义(以电流强度为例)的数学表达式应为:电流强度I=dv÷(dt· dσ)才对。

而电流强度的实际定义为I=dQ/dt

根据变化约定,把dv÷(dt· dσ)改写成dvt÷(dt· dσ)并与dQ/dt比较,立即可得Q= dV/dσ成立。

由空间的体积公式(写成普遍形式) dv=σ·dR可得v=积分号∫σ·dR,即vσ的原函数(R)

同理,由空间的面矢公式(写成普遍形式) dσ=R×dR可得σ=积分号∫R×dR,也即σR的原函数。

根据罗必达法则,下述等式成立

极限lim(dσ→0) dV/dσ=极限lim(ds0) dσ/ds(R是位矢,与弧长s一个东西)

这样将作用力和作用量视为一个事物(指体的表面)的两个方面也是可以的(前者体现着面的矢量性,后者体现着面的标量性)

根据质量的新定义,我们会得到许多有意义的结果。

⑴作用量是量子化的

  当以弧长为时间单位时,根据空间的面矢公式有:

作用量=dσ/ ds=(R0×dR)/ ds=(Ra×dR)/ ds=R0×(dR/ ds) = Ra×(dR/ ds)

可以看出,注意到dR/ ds代表光速,与能量子相似,作用量也是一个与体的原来位移状态有关而与该体的位移改变无关的常量(实验证明,一个电荷的电量与它的运动状态无关),这一点可以认为是作用量量子化的基础。上式表明物质的面速率是一个常数,也即自然界存在元质量、元磁量和元电量三种元作用量——物体所带作用量都是这三种元作用量的整数倍。

⑵直接导出爱因斯坦质速关系

dσ=∣(dσ/ ds)·(ds/ dt ) ·dt

        =∣(dσ/ ds)·dt ·(ds/ dt)

其中dσ表示物体的运动动量,ds/ dt表示物体的运动速度。

因为  动量=质量×速度,所以∣(dσ/ ds)·dt ∣项应当表示质量。可以看出,此时该项已含有dt因子,即dt因子自然出现了。

  dt =dt0/根号下(1-v平方/c平方)  成立

因为在静止坐标系中,总认为dt0=1(),所以dt =1/根号下(1-v平方/c平方)   成立。

因为∣dσ/ ds∣表示元质量,也可视为静质量(注:想一想库仑公式中的元电量),这样不难得到爱因斯坦质速关系

   m= m 0/根号下(1-v平方/c平方)

其中m可视为总质量 m 0是静质量。

⑶牛顿第二定律是可推导的

在近代物理学中,质量分为惯性质量和引力质量。惯性质量由牛顿第二定律来定义,它决定物体受力时运动状态变化难易程度;而引力质量由牛顿万有引力定律来定义,它是物体产生引力作用的能力量度。通过无数精确的实验表明,这两个质量是相等的,也就是说它只是同一物理量的两个方面。

有了质量的新定义后,我们会发现牛顿第二定律来源于他的万有引力定律。实际上,根据空间的面矢公式,不难得到

d总作用量/L平方=dσ÷ds/L平方=[(L×dL)÷ds] /L平方=dθ÷dsθdLL的转角,L是两体距离=曲率=加速度

⑷将爱因斯坦引力场方程纳入新力学中

有了 加速度=引力场强度 的结果后,我们是不难将爱因斯坦的引力场方程纳入新力学中的:以a=GM/r平方为基础,将左边加速度项a推广为四维时空中的曲率项;右边GM/r平方根据质量定义可知其为动量密度,将其推广为四维时空中的动量—能量密度项,即得。

⑸质增效应

我把相对论效应注释为物体失去物质,长度缩短,时钟变慢,质量增加。如果你仍然把质量理解为物体所含物质的多少的话,那么相对论的质增效应是无法理解的。实际上,对于一个单纯体而言,体的半径变短,体的曲率增加(可理解为空间更弯曲),其产生的引力能力增强,也就是引力质量增加,即惯性质量增加(因为惯性质量=引力质量)

注意:电子所表现出来的质量不是元质量。因为元质量不随运动状态的改变而改变,而电子的表现质量随运动速度的增加而增加。

  既然质量不是物质量,那么真正的物质量是什么呢?显然,它是哈密顿作用量。

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有