运动的物体一定存在动能,但是不一定存在引力势能
(2022-08-15 14:27:32)
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理论研究 |
分类: 物理理论 |
把形成动能的速度和形成质量的速度区分开来,具有重大的意义。质量、动能都是速度形成的,不过形成质量的速度和形成动能的速度不是同一类速度。
我们知道,物体由于运动而具有的能称为物体的动能;物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。重力势能是在特殊情形下引力势能的推广,是物体在重力的作用下而具有由空间位置决定的能量,大小与确定其空间位置所选取的参考点有关。物体在空间某点处的重力势能等于使物体从该点运动到参考点(即一特定水平面)时重力所作的功。
根据势能的定义我们先研究引力势能。我们先看重力势能,重力势能的表达式:EP=mgh,重力势能是特殊的引力势能,所有的引力势能都具有共同特点——那就是必须具有加速度,如果加速度为零,该物体一定不存在引力势能,也就是说,匀速直线运动的物体一定不存在引力势能,但是匀速直线运动的物体一定存在动能。自然界最特殊的运动莫过于光量子,研究光量子的运动规律,或能解开诸多物理理论未解之谜,我们研究光量子在宏观世界的运动、能量变化规律,有望破解光子质量之谜,并揭开质量的起源奥秘。
自然界中,光量子可以做匀速直线运动,所以光量子可以不存在引力势能。光量子存在动能吗?我的回答是肯定的,分析论证如下:
要回答这个问题,必须先回答相对论、量子力学难以回答的问题或者回答的不能让人信服的问题——光量子是否存在质量?我的回答也是肯定的,那就是光量子存在质量。
光量子是仅次于元电荷的基本粒子(元电荷是最基本的粒子),光量子是由相互绕转的元电荷组成的。元电荷是最小电荷,已经被科学证实,难道元电荷的质量不是最小质量吗?我的回答也是肯定的。即元电荷不仅存在质量,还是最小的质量。单个的元电荷是不能独立存在的,至少是两个相互绕转的元电荷——光量子。其实,两个相互绕转的元电荷就是一个光量子(绕转半径的2倍,就是光量子的波长)。由量子力学知识我们知道一个光子的能量等于hγ,其中h普朗克恒量,γ是光量子的频率;由于一个光子的能量也可以表示为:mc2,其中m是光子的运动质量、c是光速。所以hγ= mc2——(1)由于一个光量子由两个元电荷组成,因为一个元电荷的质量等于kv,所以一个光量子的质量等于2kv,用2kv代替(1)式中的m得:hγ=2kvc2,改写这个方程得:hγ=(2kc2)v——(2),其中,v=nλπ/T=ncπ——(3),n是相互绕转元电荷的频率、λ是波长、T是周期。将(3)式中的v代入(2)并整理得:hγ=(2kπc3)n——(4),因为(4)式是一个恒等式,(4)中恒量等于恒量,我们可以得出:h=2kπc3,进而得出k=h/2πc3=3.97×10-60。这就是元电荷绕转速度和质量的比例常数,说明质量是由元电荷的速度形成的。
所以我们可以得出结论:光量子的质量决定于元电荷的绕转速度,和光量子的匀速直线运动没有任何关系。所以我们可以得出结论:如果说,光量子的运动是指光量子的空间位置随着时间发生变化,组成光量子的元电荷的运动,不认为是光量子的运动(认为是光量子的静止),那么光量子一定存在静止质量,并且光量子的质量就是光量子的能量除以光速的平方。
现代科学家不得不承认,光量子具有动量,仍然不承认光量子具有动能。其实,光量子是存在动能的,光量子的动能就是mc2/2。光量子在任何均匀媒介传播,都是匀速直线传播的,所以光量子不存在引力势能,但是光量子存在弹性势能,光量子在不同媒介传播,光量子的机械能守恒。光量子不存在引力势能并不是光子不存在静止质量,而是光量子均匀媒介传播过程中不存在加速度。所以我们可以得出光量子在不同媒介传播过程中机械能守恒,光量子机械能守恒定律方程(因为光量子不存在引力势能):m1v12/2+k1Δλ21/2= m2v22/2+k2Δλ22/2=mc2/2,其中,m1是一种媒介光量子的质量、v1是一种媒介光量子的速、k1是一种媒介常数、Δλ1光量子在该介质中波长和真空波长只差;m2是另一种媒介光量子的质量、v2是另一种媒介光量子的速、k2是另一种媒介常数、Δλ2光量子在该介质中波长和真空波长只差,m是光量子在真空中的质量、c是光量子在真空中的速度。特别指出:当v=c(c是光速)时,即光量子在真空中传播,k等于零,也就是说,真空是光量子机械能守恒定律的绝对参考空间,此时光量子只存在动能;当v=0时,该媒介就或是黑洞,光量子只存在弹性势能。
关于光量子质量m的说明:假设光量子在真空中的质量是m,光量子在其它媒介中的质量都大于m,所以说,光量子的质量并不是随着传播速度的减小而减小,而是随着传播速度的减小而增加。光量子随着所占空间的减小,质量增加,所以说光量子存在于原子核内部和辐射到外部空间质量差别很大。
结论:运动的物体一定存在动能,但是不一定存在引力势能;对光量子而言,运动的光量子一定存在动能,但是不一定存在引力势能;静止的光量子一定不存在动能,但是一定存在弹性势能。