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 [151楼]  作者:xiaoyingmin  发表时间: 2008/10/06 09:58 

楼主,以太之所以导致天体星系的自转,是由于自身的相互碰撞造成的,这同时导致宇宙膨胀,如果天体的自转和公转是一种惯性运动,姑且不论其原因是什么,但是没有证据表明,天体的自转和公转是惯性运动,拿地球来说,地球每年的春季自转速度开始变慢,而冬季开始变快,所以地球的自转不是惯性运动,那么地球的自转动力是什么呢?你如果去观察其他天体,也都和地球一样,没有哪个天体的自转和公转速度不变,可以肯定空间里存在着可以导致天体运动变化的原因,这原因就是以太的作用,这作用也导致了宇宙膨胀,以太可以解释天体运动的动力学问题,可以解释星系退行问题,但是超新星爆发的碎片却没有办法解决这些问题.光之所以具有波粒二像性,是由于光子就是物质微粒(光子)运动的表现,光子的能量是物质的动量表现,也因此光子静止质量为零,这也是光的能量量子化的原因,和光必须用波理论描述的原因,波是粒子群震荡的表现,粒子就是振子,但是以太作为振子与蕙更斯的振子有所不同,前面我说过,以太之所以相互碰撞,是因为每个以太都在向小分割自己,每次是一分为三,光波就是以太群的定向震动表现,可是由于以太在不停的分割自己,和相互碰撞合并,所以,单个光子的运动轨迹是不确定的,但是这种不确定与量子力学的不确定存在着本质的区别.以太为什么要不停的向小分割自己,为什么每次都是一分为三,分割后每份物质的运动速度和方向都可以从逻辑上推出,实际上真正的基本粒子就是以太,以太的运动规律无须测量就可以知道,可以从逻辑上推出,因此粒子的存在状态是从主观上就可以认识的,可以避开观测所造成的影响.可以回避量子力学所预言的客观障碍,粒子的运动规律完全可以借助于三维坐标上点的变化描述,也就是说客观世界是牛顿世界,不是爱因斯坦世界.我可以证明,宇宙中的一切现象都可以借助于三维坐标上点的变化描述.没有必要用猜想和假设解释任何现象.
[楼主]  [152楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/07 08:38 


第三节 以太、以太风和以太涡旋
因为以太的存在是人们认识电磁现象物理本质的关键,所以必需首先论述以太的存在性问题。
一、以太的历史回顾
对电磁场本质的认识历史上有许多观点,归纳起来主要有如下几种:
“超距作用”论者认为,引入“电场”或“磁场”的概念,是为了电荷或电流之间产生的作用力的需要。由于“超距作用”是在稳恒场的情况下提出来的,在这种情况下,不存在场的传播是否需要时间的问题。后来发现以光速传播的电磁波后,“超距作用”的观点自然就不攻自破了。
另一种说法认为电磁场是“空间的特殊状态”,他们认为有了电荷或电流,周围的几何空间就进入了一种特殊状态,它表现出能对其它电荷或电流产生作用力的性质。所以,这些人又说“场就是力的表现场所”。他们所说的“空间”是空无一物的几何框架,在他们看来“场”也不是物质。
法拉第认为电磁的相互作用是通过一种叫做“以太”的特殊物质而传递的,当时的“以太”假说认为,物质之间没有绝对的真空,空间到处充满一种特殊的物质——“以太”(本人认为“以太”有很多种,为了不相互混淆,能产生电磁的相互作用的“以太”本人叫做“以太”)它具有一系列奇特的性质,在其中可以激发各种非常复杂的物理过程,包括传递电磁作用。麦克斯韦创立他的电磁理论时就直接援用了法拉第的观点,在他看来,电磁波就是“以太”中的一种弹性波。
长期以来,人们一直认为我们周围的空间中存在着一种以太的物质。它是电磁现象的载体,也是电磁力和光传播的媒介。它是继固体、液体、气体和等离子体之后人们认识到的一种新状态的物质。
在十九世纪最后的十多年里,“以太”理论成了物理学中极为灿烂的一颗明星。人们设想自然界中所有的力和作用全都靠“以太”形成。“以太”与原子并列,被看成是宇宙的基本构成要素。
二、“以太”被否定的原因
以1900年为分界线,“以太”这颗明星便开始殒落。当时,一方面,为了说明物体在“以太”中运动丝毫不受阻力,必须假定“以太”比任何气体还要轻得多和稀薄得多;为了说明为什么电磁波是横波,并以极大速度传播,又必须假定“以太”中能产生比任何固体都大的切变应力。因此“以太”具有极其矛盾的机械属性,这是不可思议的。另一方面,固体中激发出横波的同时也伴随着产生纵波,但是在“以太”中产生电磁波的同时却丝毫没有发现“以太”纵波。然而,造成这颗明星殒落的根本原因是迈克尔逊——莫雷试验的零结果。从十九世纪末到二十世纪初,人们深刻地研究了“以太”和物体运动的关系后得出这样的结论:从光行差现象的观测结果来看,地球是从“以太”中穿行而丝毫不带动“以太”;而从斐索流水试验的结果来看,物体是部分带动“以太”;但是从人们精心设计的迈克尔逊——莫雷试验的结果来看,则地球又完全带动“以太”和它一起运动。于是迈克尔逊——莫雷试验的零结果无情地否定了“以太风”。又因为人们认为,既然没有“以太风”,那当然也就没有“以太”了。虽经当时杰出的物理大师们绞尽脑汁,仍然无法解决这一矛盾。最后只好依依不舍而又无可奈何地抛弃了“以太”,从而诞生了洛仑兹 “尺缩”、“钟慢”的电子论。
[楼主]  [153楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/07 08:58 

楼主,以太之所以导致天体星系的自转,是由于自身的相互碰撞造成的,这同时导致宇宙膨胀,如果天体的自转和公转是一种惯性运动,姑且不论其原因是什么,但是没有证据表明,天体的自转和公转是惯性运动,拿地球来说,地球每年的春季自转速度开始变慢,而冬季开始变快,所以地球的自转不是惯性运动,那么地球的自转动力是什么呢?你如果去观察其他天体,也都和地球一样,没有哪个天体的自转和公转速度不变,可以肯定空间里存在着可以导致天体运动变化的原因,这原因就是以太的作用,这作用也导致了宇宙膨胀,以太可以解释天体运动的动力学问题,可以解释星系退行问题,但是超新星爆发的碎片却没有办法解决这些问题.光之所以具有波粒二像性,是由于光子就是物质微粒(光子)运动的表现,光子的能量是物质的动量表现,也因此光子静止质量为零,这也是光的能量量子化的原因,和光必须用波理论描述的原因,波是粒子群震荡的表现,粒子就是振子,但是以太作为振子与蕙更斯的振子有所不同,前面我说过,以太之所以相互碰撞,是因为每个以太都在向小分割自己,每次是一分为三,光波就是以太群的定向震动表现,可是由于以太在不停的分割自己,和相互碰撞合并,所以,单个光子的运动轨迹是不确定的,但是这种不确定与量子力学的不确定存在着本质的区别.以太为什么要不停的向小分割自己,为什么每次都是一分为三,分割后每份物质的运动速度和方向都可以从逻辑上推出,实际上真正的基本粒子就是以太,以太的运动规律无须测量就可以知道,可以从逻辑上推出,因此粒子的存在状态是从主观上就可以认识的,可以避开观测所造成的影响.可以回避量子力学所预言的客观障碍,粒子的运动规律完全可以借助于三维坐标上点的变化描述,也就是说客观世界是牛顿世界,不是爱因斯坦世界.我可以证明,宇宙中的一切现象都可以借助于三维坐标上点的变化描述.没有必要用猜想和假设解释任何现象.
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xiaoyingmin先生:
我认为所有天体和星系的自转和公转,不是以太作用的结果,以太只能带走它们的角动量,而不是增加.例如太阳的角动量95%都被带走了.地球也由原来的一年四百多天减为三百多天.因为你很难有一种机制来说明角动量的增加.超天体(?)和超新星爆发前有动量和角动量,爆发后的碎片也会有有动量和角动量,这些碎片就是形成天体和星系的自转和公转.还有一种情况:两个天体的非对心碰撞也会产生两相反的角动量.它们与以太没有太大的关系.与以太有直接关系的是电、磁、光、热。
[楼主]  [154楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/08 08:35 

三、为“以太”翻案
人们认为只要物体运动,就会带动以太一起运动,产生“以太风”。迈克尔逊——莫雷试验的零结果否定了“以太风”,从而以太也当然不存在。这种推论是错误的!这是人们不了解以太的力学特性的缘故。
和固体、液体、气体和等离子体四态相比,以太有它特殊的运动性质,这就是以太通量的散度为0。也就是说,以太从什么地方发出,通过一条闭合曲线,重新回到原来的地方。用数学语言即是封闭曲面的以太通量和与所包围体积的比值,当这体积趋于0时其极限为0。或者说任何小的封闭区域都没有纯粹的以太通过(即是任何相同时间里进出该区域的以太通量是一样的,既无源泉,也无漏洞)。只有把以太看成是不能作直线运动仅能产生涡旋才能做到这一点。因此,以太是无散的,其一定不能作平动,因为平动就一定有散。
从整体上看,以太只能作涡旋运动,而不能作平动。换言之,在我们周围的空间中,只存在以太的涡旋,而不存在流动“以太风”。至于以太为什么只能作涡旋运动,而不能作平动,目前尚不清楚。从超流液氦-4的类比来分析,超流液氦-4的分子比以太不知要大多少倍,尚能为超流体,以太为什么就不能是超流体?因此把以太作为超流体是非常有道理的。以太的行为完全象只能作涡旋运动而不能作平动的超流体一样。我们以后会用大量的事实来证明这一点。因此,流动的“以太风”虽然不存在,但以太涡旋是存在的,以太当然也是存在的了。
地球在绕太阳的轨道上运转和自转时,与超流体以太发生这样的作用,在地球的上空,不产生流动的“以太风”,而是产生以太的涡旋。这些以太的涡旋不会影响遥远星光向地球的传播。因为对于光而言,它是一种以以太为介质的波,根据波的运动不相干原理,光在以太的涡旋中的传播与在静止的以太中的传播是完全一样的。地球相对于恒星在运动着,因此会产生众所周知的光行差。
同样地,由于以太既是超流体又对光呈固态,也就是说以太不能带动别的物质作平动,也不能被别的物质带作平动。于是,迈克尔逊—莫雷试验中的水平和垂直臂上,对于光而言没有流动的“以太风”,只有以太涡旋,因而根本不会产生光程差,从而干涉条纹也不会发生任何变化。迈克尔逊—莫雷试验只不过否定了以太对光的“以太风”的存在。而流动的以太风在地球的上空本来就是不存在的。
由此可知,从迈克尔逊——莫雷试验的零结果推断出以太不存在的结是一个严重错误。
在“以太”中运动丝毫不受阻力,是因为“以太”比任何气体要轻得多和稀薄得多,同时以太又是超流体无稠性、无摩擦;电磁波为什么是横波,是因为电磁波是一种自扩张的“涡旋”波,涡旋波振动的切线方向与半径的传播方向垂直;其传播速度极大,是因为其密度极小;产生的电磁波中之所以丝毫没有“以太”纵波,是因为电磁波是一种“无散波”。弹性力学已证明,“无散波”不会产生纵波。因此“以太”的力学性质是非常合理的,一点也不矛盾。以后我们还会详细论述。
否定“以太”之所以是错误的,其根本原因是虽然不存在流动的“以太风”,但是存在着一种人们没考虑到的“以太涡旋”。
从数学上讲,以太通量的散度为0 是一个很清晰很具体的概念。从整体上看,以太只能作涡旋运动,而不能作平动。换言之,在我们周围的空间中,只存在以太的涡旋,而不存在流动的“以太风”。因此,流动的“以太风”虽然不存在,但以太涡旋是存在的,以太当然也是存在的了。
只要流动的“以太风”不存在,光行差、斐索流水试验和迈克尔逊——莫雷试验之间就不再有任何矛盾了。
因此,迈克尔逊——莫雷试验并不是“以太”存在与否的判决性试验。
四、以太静止参考系是一个近似的绝对静止的参考系
牛顿的经典力学是建立在抽象的绝对时空观的基础上的,这种抽象的绝对时空观,时间是绝对均匀地流逝,空间则是绝对不动的。人们一直在努力寻求这种绝对不动的空间。相对于绝对空间作匀速直线运动的参考系也就是所谓的惯性系。伽利略和牛顿认为,一切力学规则在任何惯性系中都是相同的,这便是力学的相对性原理。
相对性原理意味着不能通过力学试验找到绝对空间,不可能找到实际上的绝对静止的参考系究竟在哪里。
麦克斯韦的电磁波的波动方程预言了电磁波的存在,并指出光也是一种电磁波。当时人们认为:电磁波是在以太媒介中的振动的传播,就象声音是空气的振动传播一样。同时,人们认为光是在以太静止参考系中传播的,就象空气中的声速是相对于空气参考系一样。
自然地,当观察者相对以太以速度v运动时,他与光的方向相同时,他测得的光速应为c-v,如果相反则为c+v。这就意味着以太静止参考系是一个具有特殊优越地位的参考系,只有在这个参考系中光速才是c,麦克斯韦方程组才能适用。而在其它惯性系中显然麦克斯韦方程组就不适用了。也就是说,相对性原理不适用于麦克斯韦方程组,也就是不适用于电磁规律。这实际上一点也不奇怪,因为光是波动,一切波动都是针对于媒质静止的参考系而言的,都不遵循相对性原理。
我们完全可以用伽利略变换来计算速度的合成。地球相对太阳也就是以太静止系以速度30公里/秒运动,而光的速度是300000公里/秒。地球与光的方向相同和相反时,应测得的光速应分别为c-v和c+v。也就是300000-30和300000+30。但是30和300000相比实在太小了,它在目前的光速测量仪器中属于误差范围之内,无法测出。而且目前能放置光速测量仪器的地方,一般地其速度都小于v。所以光速测量仪测不出观察者相对以太以速度。
人们会很自然地认为以太静止参考系是一个绝对静止的参考系。观察者只要测出在各个不同方向上的光速,并与光速c相比较,就可以知道观察者所在的参考系相对于“绝对空间”的’“绝对速度”。从而推断出以太静止参考系或“绝对空间”在哪儿。
这种想法是有一定道理的。由于光不适用于相对性原理,所以上述的寻找“绝对空间”的方法不违背相对性原理。我们只说,相对性原理意味着不能通过力学试验找到绝对空间,不可能找到实际上的绝对静止的参考系究竟在哪里,并没有说不能通过力学以外试验找到绝对空间,而上述的寻找“绝对空间”的方法正好是力学以外的方法。其实这种方法也只能找到近似的“绝对空间”,根本找不到理论上的“绝对空间”。因为光速测量仪器总是有精度的,没有绝对精确的光速测量仪。所以我们永远只能找到近似的“绝对空间”,只是这种近似的“绝对空间”的精度会越来越高而已。
“绝对空间”究竟在哪儿?从光行差现象来看,测得地球是以30公里/秒的速度运动,这正好是地球绕太阳的线速度,所以“绝对空间”应是太阳系。从超流液氦-4的容器缓慢旋转时,其中的超流部分不会随之转动,也不是相对于随地球自转的实验室静止,而是相对于恒星保持静止,不管时间多长情况始终不变的现象来看“绝对空间”应是恒星系。我们在第一章中已经论述过:抽象的“绝对空间”应是无限远的恒星。于是理论和实际就是完全一致的。
 [155楼]  作者:xiaoyingmin  发表时间: 2008/10/08 13:02 

有人用以太解释过光,也有人用以太解释过电,还有人用以太解释过磁,并且有人用以太解释过引力,但是每一种解释都会留下一些问题,这是因为,没有一种现象是孤立存在的,所有的现象都是相互联系的,因此,要么用以太解释所有的现象,要么不用以太解释任何现象,就像今天的物理学理论这样。楼主仅仅用以太解释光电磁,必然存在太多的问题无法解释。以太存在是毋庸置疑的事实,但是,以太之所以存在是由于以太就是唯物主义者所说的物质,唯物主义与唯心主义的根本区别在于,唯心主义者认为宇宙是神创的,所以宇宙存在神秘的属性,不是完全可知的,唯物主义者则认为,宇宙不是神创的,没有任何神秘属性,因此宇宙是可知的,宇宙如果可知,物质就没有任何神秘的属性,因此,我们所说的以太其实就是完全可知的物质,你把物质描述的不像物质,倒像某种神秘现象。宇宙中的一切现象都是物质按一定规律运动的表现,都是以太按一定规律运动的表现,以太就是最基本的粒子,是构成一切粒子的粒子。所有的以太都是在一种斥力的作用下按直线运动,所有的曲线运动,都是以太的直线运动构成的,而不是相反,任何涡旋运动必然也是由直线运动构成的,都符合数学逻辑。
引力也是以太运动的表现,是以太连续向心运动的表现,引力场相当于地球上的雨场,引力子就是雨滴,以太就是引力子,任何天体的引力场都是球形的,都有一定的大小,因此,引力不是无穷大或者说是无穷小的力,由于以太之间是斥力的关系,因此,当星系之间的引力场不相互接触时,斥力起作用,所以星系之间表现为相互排斥,于是天文观测上表现为星系红移,但是当天体星系的引力场接触时,就表现为相互吸引,所以说万有引力和哈勃定律是可以统一的,只有把万有引力和哈勃定律统一起来之后,才能产生一个普适的公式。哈勃公式与万有引力公式相互矛盾,都存在着缺点。
用以太解释光电磁,关系到四种相互作用力,只有用以太把四种相互作用力联系起来,以太才是自洽的,今天的物理学顽固不化者才能信服。
天体星系不是爆炸的产物,每个天体星系的自传和公转都不是惯性运动,其动力来源就是以太,当我们用以太的运动规律推导天体星系的运动原因和规律时,都可以得出必然的解释。正是由于空间不空,存在着物质,所以美国的旅行者一号和旅行者二号的运动速度才不断下降。
以太不是鬼怪妖魔,它就是物质的别称。地球的引力场存在于太阳的引力场上,两个引力场的相互之间的粘滞力时地球自传和公转的原因,由于地球在近日点上公转速度大,粘滞摩擦力也大,所以地球向近日点运动时,自传速度加快,向远日点运动时,自转速度变慢。由于金星的自转方向相反,所以自传动力相反,因此金星的自转速度越来越慢,可以预言,终有一天,金星的自转方向将重新改变回来。这是太阳系各天体自传形式产生的原因。地球自转速度变慢,是由于太阳引力减小造成的,太阳引力减小是由于太阳质量减小造成的,太阳质量减小,是由于太阳是一个核聚变工厂,太阳的质量变成了能量。太阳质量减小符合今天的恒星能量机制原理,地球自转速度和公转速度的变化这一事实,地球物理学以及天体物理学都可以证明。
星系自传才能克服引力收缩,但是星系之所以自传,是由于空间膨胀的速度不同造成的,一个星系在向宇宙外运动时,后面的天体受到的加速度小,而前面的受到的加速度大,因此同一星系个天体向宇宙外运动的速度不同,在引力的调解下,星系各部分天体向宇宙外运动的速度才相同,那么无数的天体如果以相同的速度向宇宙外运动,为了克服相互之间的引力,星系如果存在,就必须有自传。
四种相互作用力,以及所有粒子产生的过程,都可以利用以太的运动规律推出。
[楼主]  [156楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/09 10:05 

[楼主]  [157楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/10 08:32 

第四节 电的物理本质

电现象是与电子和以太的存在分不开的。彻底弄清电子和以太的特性,才能掌握电的物理本质。这里介绍一个与电有关的新现象。
1997年美国斯坦福大学的美藉华裔朱棣文教授因“发明了用激光冷却和俘获原子的方法”和法兰西学院教授科昂——塔诺季、美国国家标准研究所菲利浦斯博士一起荣获诺贝尔奖。
朱棣文最早发明出了一套利用激光冷却并捕捉原子的方法。打个比方,犹如以喷水的方式来使一个行进当中的小球静止下来,让它悬浮在空中,把它看个够。这项成就,可使科学家在前人所无法到达的领域内操控物质,同时也是对物理学理论的重大突破。为此,朱棣文从1976年做博士后起整整奋斗了20年的时间。
激光冷却是指在激光的作用下使原子减速。一般来说,常温下自由中性原子的速度高达每秒上千米,而这三位物理学家的此项研究使得原了运动速度可以慢到每秒数厘米,从而使其相应的温度降到极低程度。
1985年朱棣文当时任贝尔实验室量子电子学部主任,他所领导的小组首先实现激光多普勒冷却在实验上实现了三维的光学粘团。两两相对、沿三个正交方向的6束激光在其交会处形成一个小区域(相当于一个空间直角坐标轴上的每轴上有两束相对发射的激光一齐指向原点),速度较低的原子一旦进入该区域就会被滞留并进一步减速。在试验中,脉冲钠原子首先被一束迎面射来的激光减速,然后被光学粘团捕获,不论钠原子企图向哪个方向运动,总会遭遇到有适合动量的光子,从而被迫退回到激光光束交汇区域中。用这样的装置,他们实现了240μK的低温。
用激光冷却来捕陷原子是原子和分子物理学的一个重要突破口,在理论和实用方面都有后果大意义。
高速运动着的原子、电子或光子被子刹住了到底会引起什么事情呢?我们这里只对电子感兴趣。
一旦电子被锁住,在电子极近旁会产生惊人的电量!为什么?直到现在仍然无法解释这种现象。
这是为什么呢?电子与以太之间是“不润湿”的,电子对其周围的以太有很强的排斥作用。当电子在高速运动时,这种被排斥以太大部分被甩掉了,电子周围只剩下很少部分这种被排斥以太,从而电量也小。当电子静止时,电子周围的这种被排斥的以太一点也不会被甩掉,从而电量大得惊人。
于是我们就比较合理地解释了这一现象。下面我们综合地论述有关电的现象。
一、电子的发现(这里的电子是指负电子,下同)
当将阴极射线管抽成部分真空并与高压电源连结时,便有电流从管内流过。伴随着电流流动,阴极射出一束射线。此射线撞在玻璃管壁的屏上,即显荧光。利用荧光现象可以知道有射线的存在。
在19世纪后三十年内,人们对阴极射线的特性进行了充分的研究。特别是,人们发现这种射线在电场或磁场作用下都会发生偏转。
1897年汤姆生(J.J.Thomson,1856—1940)在阴极射线的荷质比实验中,测定了阴极射线的电荷与质量的比值e/m(后来称做电子的“荷质比”),并通过在卡文迪许实验室进行的电磁场偏转实验和威尔逊云室的轨迹观察,对偏转的性质进行了仔细研究之后,他于1897年宣称:这种射线是由带负电的粒子流组成的。这种带负电的粒子就是电子。之后电子理论便在物理学界引起了人们极大的重视,并为现代物理学的发展起了重大的促进作用。电子的发现与汤姆生的名字是紧紧联系在一起的。
[楼主]  [158楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/10 18:52 

二、电子被确认的具体过程
1897年,电子的发现最先敲开了通向基本粒子物理学的大门,它宣告了原子是由更基本的粒子组成的,并预告着物理学新时期的即将到来。大家知道,电子是在它被发现之前命名的。在19世纪中期已有人提出了电子理论,但当时并没有引起人们的广泛重视,直到1896年洛伦兹的电子理论解释了塞曼效应,尤其是1897年汤姆生测定了阴极射线的电荷与质量的比值e/m,并通过在卡文迪许实验室进行的电磁场偏转实验和威尔孙云室的轨迹观察等一系列实验,最终确认了电子,从而使电子理论在物理学界引起了人们极大的重视,并为现代物理学的发展起了重大的促进作用。
克鲁克斯在1879年的几个实验就足以证明粒子论者的观点是正确的,但由于当时普遍认为原子不可再分,因而不能解释勒纳德在1893年将“阴极射线”引出阴极管外的现象,致使论战截至伦琴射线发现时还未结束。到1897年,汤姆生走上了科学实验的舞台,他用不同的方法测定了阴极射线粒子的荷质比,证明它们是一种更基本的粒子,导致了电子的发现,以致真相大白。
英籍德国物理学家苏斯特在1890年最先用磁场偏转阴极射线的方法测得电子的荷质比是氢离子的500倍,虽然不太精确,但却指明了方向。直到1897年汤姆生才知道苏斯特的工作,从此开始了他一系列阴极射线实验中最重要的一步——对阴极射线荷质比的测量,并于1897年4月30日在英国伦敦皇家学院的“星期五晚会”上以《阴极射线》为题作了研究报告,宣布他测定了阴极射线的荷质比,并作出重要结论:阴极射线是由比氢原子小得多的带电粒子所组成。随后在《哲学杂志》上发表了长篇论文,系统地阐述了他采用的两种实验方法和得到的结果。
汤姆生用不同的方法测量炽热金属发出的带电粒子,得到的荷质比也是一样的。汤姆生在1906年出版的《气体导电》一著作中,专题讨论和回顾了这些工作。他以大量实验事实和数据证明不论是阴极射线、β射线还是光电流都是电子组成的;不论是由于强电场或正离子轰击、紫外光的照射、炽热金属或氧化物中原子的热运动还是由于放射性物质的自发过程都会发射出同样的带电粒子(电子),因此,电子是比原子更基本的物质组成单元,或者说,电子是原子的组成部分。
汤姆生为了证实电子的存在,花费了大量精力,做了很多精辟的实验,取得了令人叹服的成果。后来,科学界公认他是电子的发现者。
三、电的物理本质
什么是电?电是以太与质子或电子的相互作用而引起的一种表面现象。我们知道,液体与固体之间存在“润湿”与“不润湿”的作用,例如水和玻璃是“润湿”的,水和蜡则是“不润湿”的。类似地以太和正电子是“润湿”的,而和电子则是“不润湿”的。
在正电子的周围会产生这样一种现象:靠近它周围的以太的密度会比离它较远的地方要大,或者说在正电子周围吸附有较密集的以太。我们把这种现象叫做正电子带有正电荷。同样地,靠近电子周围的以太的密度比离它较远的地方要稀疏。或者说,因电子排斥作用其周围只有较少的以太,于是我说电子带有负电荷。也就是说,以太和正、电子之间存在着一种类似表面张力的电磁力(以太不存在表面,严格地说不是表面张力),显然,这种电磁力是通过以太来传播的。
如果物质与以太不发生吸附或排斥作用,或这种吸咐与排斥作用恰好抵消,我们就说这种粒子是中性的。
[楼主]  [159楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/11 09:04 

[楼主]  [160楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/11 19:30 

【阅读材料9】
原子的运动会停止吗?
吴 凡 编译
很早以前科学家就对使原子减速运动直至静止这种可能性抱有兴趣。美国进行了一项与此有关的重大试验,那就是刹住原子的运动。
对此,日本早稻田大学的大规教授说:“按照物理学的基本法则,在这个世界上没有任何一个东西是静止的,以我手中的铅笔而言,首先它伴随地球的自转或公转高速运动着。再则,整个太阳系也是相对银河中心在运动,而银河又以惊人的速度远离其实星系。所以作为宇宙中微小的铅笔不可能静止不动,自然构成铅笔的原子或电子也不能停止它们的运动,它们以光速的百分之一的极高速度运动着。事实上我们只要触摸它们所构成的物体,就可以明白原子或电子在运动。因为可以认为物体温度是原子或电子运动的表现,物体运动能量的平均值就是此物体的温度。因此,原子或电子的运动停止,自然就表现为物体的温度下降。”
可是,如我们所知道的,温度存在一个无法达到的下限,即-273.15C。按照现有的科学常识认为,使原子或电子的运动停止是不可能的。即不管温度怎样降低,原子最终还会维持“零点振动”,完全停止是不可能的。另一方面,根据位置与运动量不能同时确定的所谓“不确定性原理”,显然这也受到理论上的制约。换言之,按照量子力学的理论,所谓物质的温度,是由于在物质中存在所谓声子的粒子,声子的个数减少,温度即下降。但是,即使声子的个数为0,原子仍在振动,这就是“零点振动”。
那么,到底怎样刹住原子呢?其基本思想很象捕获野兽:先使猎物放慢脚步,然后诱其掉进陷阱,使其动弹不得:对原子来说,适合的陷阱可以想象为“洞”——正确地说是“井”,它在空间上囚禁原子,只有那些有足够大的能量的原子才能跳出“井”得以逃脱。不过,用这种方式捕获原子的困难在于,相对于常温下高速运动的原子的能量,实际陷阱是很浅的。美国的两个研究小组首先实现了使原子的运动速度减至每秒几米,这相当于原子在所0.1K以下的运动速度。研究者们做到这点,不是靠传统的低温法,而是让原子与激光束的光子碰撞使原子失去能量,从而降低原子的运动速度。
缚住原子
最近几年,美国新泽西州霍姆德尔的贝尔研究所的斯蒂文.朱及其同事们采用所谓“单一射束锥陷阱法”成功地进行了用激光刹住原子运动的试验。
通常,原子都是中性的,但是有一些原子如上述实验中所用的钠原子,它们1明微小的磁体一样,会受到磁场的影响。光,如同所有的电磁辐射,包含着振动方向相互垂直的电场和磁场。所以科学家考虑利用光的磁分量提供合适的力,置原子于陷井里。
霍姆德尔的物理学家们首先将钠原子的运动速度降到每秒20米,然后将这些原子引入称之为“光学糖浆”的区域里,这是用6个相互交叉的激光束构成的光子区域,使来自四面八方的100万个钠原子形成高密度的原子集团。这时使用的激光束直径约1厘米。就在这里,原子的最终速度降到了每秒0.6米,运动几乎停止。这相当于温度几乎降到了绝对零度。
接着用一条聚焦的激光束对准这个原子集团,其作用是为将原子囚禁在浅“能量阱”中提供必须的磁场。只需0.5秒的时间,就成功地将原子的运动完全刹住了。这时原子是静止的,从该原子集团放射的光,能够用肉眼观察到。其后,科学家们又对电子和光子做了同样的试验,并获得了部分成功。众所周知,光在任何条件下都以2.998×10^8米/秒的速度前进,所以说,将光子刹住尤其是了不起的。最初注意这个问题的是荷兰阿姆斯特丹大学和法国古尔诺普兰的研究小组。
需要指出的是,刹住电子或光子的方法与前述原子的情况稍有不同。大规教授介绍说:“水上浮着直径数十微米的塑料球,使激光沿着水面射出,前进的激光与撞上球的反射光(后散射光)发生干涉并迭合在一起,于是不论在前还是后,光都不前进了”。
如果光被刹住,那么爱因斯坦的光速不变原理又将变成什么样呢?大规教授说:“必须注意,包含光在内的波速有两种。靠波的能量产生的速度叫‘群速’。而依靠波形产生的速度叫作‘相速’。光子刹住时速度为0,是指‘相速’,而相对论中的光速不变原理是指光的‘群速’不变。所以,不会动摇相对论。”
将会导致什么
高速运动着的原子,电子或光子被刹住了,这到底会引起什么事情呢?
大规教授说:“首先,若原子被刹住,原子的波动性质将变得显著。原来,原子的波长是1埃左右,现在,波长变得异常地大,变成数米至数十米的宏观的波动。尽管原子在位置上被锁住在实验的器具之中,但它作为一种波则被扩展了,在实验室的隔壁可以被看到,甚至在美国做的实验能在日本被观测到。”
再者,电子的情况更过激。大规教授说:“一旦电子被锁住,在电子的极近旁会产生惊人的电量。因为原来电子在高速运动,所以它的影响不显著,一旦它被刹住,真空遭到破坏,可能会引起反粒子的出现。而一旦光子被刹住,由于光的能量被集中,会产生突然的强烈发光,造成实验用的塑料球爆炸性蒸发。另外,光子遭到破坏,分裂为2个、3个…… 产生更短波长的光。“
光没有形状和大小,何以会遭到破坏?按照常识,这简直是不可思议的。众所周知,量子力学以及现代物理学的理论都是建立在物质永不停止的运动这一基础上。一旦原子、电子或光子的运动被刹住,将会发生什么事情?是否会动摇相对论及现代物理学的基础?目前尚难以作出结论,但也许会发生意想不到的新的事情。对此,大规教授说:“不是也许会发生,而是在两三年内确实会发生。“
现在,这个研究虽说还只是刚刚开始,但是,它关系到今后物理学发展的前途。
[楼主]  [161楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/12 08:28 

第五节 磁的物理本质
磁现象有两个显著的特点,其一是只要有磁的地方就一定有磁南极和磁北极;其二是无论磁场强度的大小如何,磁力线总是无始无终的闭合线,从一个闭合曲面的某处穿进的磁力线必定要从另一处穿出,通过任意闭合曲面的磁通量恒等于0。这是麦克斯韦四个方程组中的一个方程,磁感应强度的散度为0。
如果把量子以太涡旋定义为磁场,则以上磁现象的两个显著的特点都能得到合理的解释。什么量子以太涡旋?它就是大量的一个个的尺度非常小的以太涡旋。
一个量子以太涡旋必须有一根转轴,同时也有一角速度。如果把角速度的方向作为磁力线的方向,则磁力线指向的极是磁北极,另一个极则是磁南极了。这就是磁为什么总是有两个极的原因。量子以太涡旋有一根转轴,一个转轴有两个方向,也就是有两个端或两个极。不存在只有一个极的转轴,由此可见,所谓的磁单极子是不存在的,这就简单地解决了磁单极子的难题。
将一根逆时针转动的轴竖直放置,此时它的角速度方向向上。如果迅速将其从中间切断,就变成了两根角速度都有向上的短转轴,由于切断处新生成了两个“端”,这两根短转轴共有四个“端”。它们依次是“上端”、“下端”;“上端”、“下端”。将该轴切成任意段都是如此,它们的共同特点是角速度保持不变。
磁棒也有完全相类似的特性。将一根磁北极在上的磁棒竖直放置,此时它的磁力线方向向上。如果迅速将其从中间切断,就变成了两根磁力线方向都向上的短磁棒,切断处新生成了两个磁极,两根短磁棒也有四个磁极,它们依次是北极、南极;北极、南极。将该磁棒分成任意根磁棒也都是如此,它们的共同特点是磁场方向保持不变。
英国物理学家狄拉克认为,磁单极子是存在的,磁荷的静磁场也同电场一样,这样电磁现象就是完全对称的。
既然理论研究已确认磁单极子是存在的,那么实验物理学家就应该积极创造条件,在实验中找到它。根据理论分析,可能的磁单极子源包括宇宙大爆炸、银河系、太阳、地球、陨星、宇宙射线和加速器等等。根据磁单极子的性质与物质的相互作用,就可能探测到它们的存在。
美国布鲁克海文实验室就利用同步回旋加速器,使300亿电子伏的质子与轻原子核碰撞,但是没有发现有磁单极子产生的迹象。这样的实验已经做了很多次,得到的都是否定的结果。
日本物理学家后藤等人检验了露出地面的铁矿石和铁陨石碎片。他们使用了强度为6万高斯的脉冲磁场,一次脉冲的时间约为1毫秒。他们期待着利用这套装置把宇宙线中的磁单极子吸附上。然而,结果令他们失望,仍然是一无所获。类似的实验在海底、矿山、深海沉积物和地球大气等,都有人做了多次,结果都是以失败告终,没有找到一个磁单极子。
1973年科学家对“阿波罗”11号、12号和14号飞船运回的月岩进行了检测,而且使用了极灵敏的仪器──仪器的精度如此的精密,即使在月岩中有一个基本磁荷大小的磁单极子也可以检测出来。但出人意料的是,竟没有测出任何磁单极子。看来磁单极子真是“踏破铁鞋无觅处”!
[楼主]  [162楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/12 19:25 

只要把以太通量作为磁通量,把单位面积的以太通量作为以太通量密度,也就是磁感应强度B。由于磁是以太的涡旋,也就是说,以太从什么地方发出,通过一条闭合曲线,重新回到原来的地方。这就是单位面积的以太通量的散度为0。用数学语言即是封闭曲面的单位面积以太通量和与所包围体积的比值,当这体积趋于0时其极限为0。或者说任何小的封闭区域都没有纯粹的以太通过(即是任何相同时间里进出该区域的以太通量是一样的,既无源泉,也无漏洞)。这相当于证明了磁场的高斯定律或者磁感应强度B的散度为0这一麦克斯韦方程。也就是充分解释了磁场的第二个基本性质。因此,用磁是以太的涡旋可以解决磁场所有的性质。因此我们认为磁场就是量子以太涡旋。量子以太涡旋是大量的一个个的,所以磁场是不连续的,具有量子性。
[楼主]  [163楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/12 19:31 

[楼主]  [164楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/13 14:01 

【阅读材料10】
磁 单 极 子 之 谜
阿卜 孙玉璞 编译
磁性是人类在几千年前就发现了的物理现象。可是至今还有不少磁性之谜有待揭开。其中一个是所谓磁单极子之谜:宇宙间是否象有单独的正电荷和负电荷那样,有单独的北磁荷和南磁荷?是否象有带单位电荷的正电子和负电子那样,有带单位磁荷的粒子——磁单极子?近代对磁单极子的讨论始于本世纪30年代初狄拉克的一篇文章。物理学家们从理论上推测,有磁单极子存在。在现在一种称为“大统一理论”的学说中,还算出磁单极子的质量大约是质子的1016倍。在粒子世界中,这真可说是庞然大物了,它非常非常少。今天宇宙学中有一种所谓大爆炸理论,认为我们测到这一产生宇宙的目前面貌的是创始于一场大爆炸。然而自30年代初以来40多年间,谁出没有观测到过它……
1975年夏,由美国加州大学和休斯敦大学的物理学家们组成的一个联合科研小组,突然在一次国际会议上声称:他们从高空的宇宙线中成功地发现了一个由磁荷代替电荷的粒子——磁单极子。这一消息引起了全世界物理学界的极大重视。人们在课堂上,工作室里,走廊中,以及餐厅里,展开了热烈的讨论。如果真的有这样一个粒子,那么为什么不能有整整一个世界,在那里“万物都如同我们周围一样”只是电荷被磁荷的代替呢?是否有磁原子,磁分子……也是磁变电,电能变磁吗?我们能产生这种异乎寻常的“磁物质”吗?后来,一切都沉寂了下来。因为试验的结果也能用更普通的方式来说明,而不是别的。但至今通向奇妙的磁世界的大门还没有打开。
到底有没有这种磁单极粒子?物理学家们难道应该从大自然的电与磁的性质之间的对称中去探索吗?
为了回答这些问题,让我们追溯到150年以前——从英国上一个世纪说起吧。
电和磁是物质的两个方面
物理学黄金时期的标志,是确立了光、电和磁三个不同的外在现象的联系。这一功绩首先归功于法拉第。
电和磁,是物质统一体——分布在空间的电磁场的两个组成部分。如果说,早先人们认为宇宙只是由实物构成的,那么今天还得给它追加一种新物质——场。场,是同电荷和电流“联系”在一起的,在电荷和电流周围存在力的作用;还可产生光辐射。物理学家麦克斯韦提出了电磁场的精确的数学计算公式。这就是著名的麦克斯韦方程,是电磁学的基础理论。
在麦克斯韦理论中,有着令人耳目一新的电动力学部分。麦克斯韦指出,不管电场不是磁场,都是整个场的两个同等的“一小半”,并在数学形式上是完全对称的。当然,电和磁完全等效是不存在的。因为电来源电荷;而磁却来源电荷的运动,并非有磁荷存在。在自然界中,磁体的磁极总是成对出现的,即物理学家所说的,是偶极子的磁系统,而没有分离的磁单极。
今天我们知道,甚至基本粒子也如同小磁针那样有两个磁极。每个基本粒子都是复杂的构成物,并在极短的时间内能衰变成其他基本粒子,其中包括带电荷的基本粒子。基本粒子的运动形成粒子的内部电源,例如,质子的磁性由它的介子流来决定,它比电子更复杂。目前还没有发现质子的任何内部结构。在所有的实验中质子被视为一个质点,但它同时也是个微小的磁体。质子有一个目前还没有查明的小磁性区;有些理论物理学家,把这一切都同尚未发现的“超基本粒子”的电流联系在一起。
电荷是存在的,而磁荷我们在任何地方还没有发现过。为什么自然界要有这种不对称?这会不会只不过是我们所接触到的这部分宇宙的特性,而在宇宙的另一部分情况则相反,只有磁荷,而没有电荷。要是这样,整个宇宙不就是电、磁完全对称吗?但又怎样来解释这种令人费解的不对称呢?
磁单极子的一些假说
英国物理学家赫维赛德第一个推广了麦克斯韦方程,并企图将它记为电和磁的对称形式。虽然他的论文领先狄拉克40年,但是他的工作几乎没有引起重视,至今也很少有人知道。
并非只有赫维赛德研究过电荷与磁荷异乎寻常的不对称性。法国物理学家居里也曾企图通过实验去发现磁荷与磁流。澳大利亚人艾伦哈弗特于20年间,在物理杂志上连续发表50多篇文章。他说他通过实验,研究铁尘在磁场中的运动时观测到了磁荷——磁单极子。当用强光照射铁尘时,铁尘的运动变得如同光把磁荷从铁尘表面打下来时一样。但是如何解释艾伦哈弗和别的物理学家曾经观察到过的这种效应呢?至今还是个谜。看来它是由实验方法上的微小失误造成的。而在后来的一切实验中都没有发现过磁单极子的任何痕迹。
磁单极子的假设是英国理论物理学家狄拉克于1931年提出的。他曾因预言反粒子的存在并为实验所证实而闻名世界。在当时狄拉克的新假设立即引起理论物理学家和实验物理学家的重视。与赫维赛德不同,狄拉克的结论根据充分,但它仍旧没有明确回答自然界到底有没有磁单极子。要解决这个问题还得靠实验。
[楼主]  [165楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/13 15:31 

在地球上和宇宙中
现代物理学,是数学的科学。常常在物理学方程中掩盖着导致作出惊人的预言和重大发现的可能性。狄拉克磁单极子假说就是这样一个惊人预言。
从狄拉克公式得出,磁荷的最低“分量”约为电子电荷的100倍。可是,磁单极子对周围物质有很强的吸引力,因此在作实验时,有可能比较容易地将磁单极子同其他粒子分开。何况,磁单极子一旦诞生,它就如电子那样不会消失,而仅在和其符号相反的磁单极子相撞时才会湮灭。
与其他粒子相比较,对周围物质产生强相互作用的磁单极子,在感光底板上会留下又粗又黑的痕迹。前面提到的那个美国科研小组发现的正是这样的痕迹;他们用气球把感光底板上留下的多半是些重离子的痕迹,重离子也会在感光底板上留下又粗又黑的痕迹,而美国物理学家在对他们所发现的粒子痕迹上未能排除这种可能性。
人们也在加速器产生出来的粒子中寻找过磁单极子,并采用各种方法和现代最新的精密仪器,但都没有发现磁荷的任何迹象。
把不同物质,如矿物、火山玻璃、陨石、月球、土壤等破碎成各种形状的粉尘放进螺线管,使其沿螺线管的轴线运动,是发现磁荷的有效办法。假如粉尘中含有磁荷,那么螺线管的线圈中就会有电流产生。但实验结果表明,无论在地球物质中,还是天体物质里,都没有发现磁单极子。
但上述的实验并不能说明自然界就不存在磁单极子。现代的加速器能产生比质子质量重几百倍的粒子,若要产生更重的粒子,则目前加速器的能量还不够。如果磁单极子真的很重,那么加速器也就难以产生它。但是,这样的粒子可以到宇宙线中去寻找。因为宇宙线是高能粒子流,其粒子的能量比现在加速器所产生的粒子能量高10亿倍。但是,有一种情况妨碍着发现磁单极子,因为磁单极子同物质的相互作用是如此强烈。致使磁单极子在诞生后还来不及远走高飞离开其诞生地,就几乎一下子把自己的能量消耗殆尽,失去了速度。根据荷守恒定律,磁单极子是成对产生的,因此粒子失去速度,将会以很大的比率在其出生地湮灭、消失、变成单极粒子。
很难说清,为什么在地球内部和月球土壤里没有磁单极子。按理说,磁单极子做为宇宙物质的一部分,都是“第一次爆炸”的产物,如同辐射热那样定会有一部分保留下来。但所有捕捉磁单极子的努力都没成功,因此物理学家们怀疑,自然界一定存在某一种东西,妨碍着狄拉克设想的实现。
第二次磁单极子热
一切又是从数学开始……50年代中期美国布鲁克海评文实验室的两位科研人员,美籍中国物理学家杨振宁和美国年轻的物理学家密尔斯,共同研究麦克斯韦方程,期望用它来描述一类新的粒子——类似光量子的光子。但这种粒子与光子不同的是,它本身带有电荷,即“带电光”的量子。理论上有了新的进展。而近年来许多理论家都在努力使这种新粒子的理论更加完善。但至60年代末,这些研究都未能得出把电磁力和引起基本粒子和原子核裂变的弱力统一起来的理论,原来,这里所说的一切都是“弱电场”不同的表现,依条件而定,它被我们视为电、磁或基本粒子的弱相互作用。
海啸是一种骇人的自然现象,在发生海啸时,海洋中产生一种异常稳定的孤立波——孤粒子,它在波涛滚滚的大海中几乎永保自己的波型和能量不衰地涌向远方。原来象大海中会产生海啸那样,在弱电场中会发生“场啸”。苏联物理学家鲍尔雅科夫和荷兰科学家特霍夫脱在计算中首先发现了这一现象。并且每次“场啸”在空间引起类似的粒子,而特别重要的是,其中每个粒子都带一个单独的磁极——南极或北极。换句话说,新的弱电场理论证实了磁单极子假说!从数学观点来看,磁单极子不过是弱电场方程的特殊解;在物理场中,能量的凝结点就是粒子。
的确,磁单极子解不是弱电场方程的一般解,计算指出,只有当粒子的质量足够大,大到质子的1万倍这个特殊的物理条件时,才能获得。就质量来就,它和有机大分子一样大。
还有更新的磁粒子理论,即弱电场与强核场相统一的“大统一理论”。大统一理论是杨振宁和密尔斯思想的进一步发展,是建立统一场论的继续。
尽管大统一理论本身目前尚极不完善,但它对场啸——磁单级子的预言还是很有说服力的。
大统一理论中的磁单极子,是质量极大的粒子,其质量比质子质量大千万亿倍,也许比细菌还大,可谓基本粒子之怪!甚至叫基本粒子都不大确切。因此无论是现代的加速器,还是高能宇宙都不可能产生这种粒子,而它只能由第一次大爆炸时能量的“结晶”而生成。因为它需要符合自身生成的极高温度和极大的密度和能量。
实验再次声称“没有!”
刑事律师确信,我们生活中发生过的任何一桩事件,没有不留自己的痕迹的。根据遗留的痕迹,我们就可以使它再现。但追溯宇宙历史却是另一回事。尽管这样,宇宙遥远过去的痕迹还是可见的。宇宙初期的理论模型——虽然其中包括许多推测,但并非是无根据的想象。
弱电场理论的创始人之一,美国物理学家旺别尔格的《最初三分钟》一书,生动地描述了自第一次大爆炸后1/100秒钟起宇宙的情况及其发展历史。
而在统一理论把上述时间提前到第一次大爆炸后的10^-35秒。那时可算是最初“原生质”宇宙,还没有基本粒子,而只有它们的“原生体”——夸克,以及把它们连系在一起的激烈的相互作用;到处是一种类似带有凝结块夸克的火红色的浆液,其中有些凝结块可能带有磁荷、电荷或其他什么。当时的温度是如此之高,致使赤热的宇宙在其诞生后的一瞬间便形成了完美的对称,即宇宙的各种特性均以相等的比率出现。而统一对称的相互作用则分解成电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用等形式,并一直保留到现在。
计算表明,第一次大爆炸给宇宙留下了足够重的磁单极子。但不知为什么有的实验田家却说,如果有这样的磁单极子,那么它们在地球周围和宇宙中的密度极小,平均每10^16质子中约有一个磁单极子。
对于鲍尔雅科夫和特霍夫脱推测的“死沉的”磁单极子,理论和实验之间的分歧更大,这显然包括出于以下的看法。我们知道,许多中子星具有很强的磁场。这样的磁场会吸引或排斥“掉向”星球的磁单极子,而后者的能量则超过现代加速器所产生的粒子能量的数亿倍。这个能量足以使中子星物质中产生新的磁单极子瀑布;磁单极子被星球两极吸引,从而补偿了“熄灭”的磁场。
“大统一理论”所预言的那种磁单极子,大概很难发现。因为按物理学上核的尺寸,大多数磁单极子是慢粒子,但是,也正是这些慢粒子使银河系磁场才得以维持,而那些“精力充沛的”磁单极子早就飞离银河系,消失在无边无际的宇宙空间了。慢粒子对物质电离作用较弱,为了能观察到它们,需要比现有装置功率大千百倍的探测器。
自磁单极子的设想提出以来,迄今已有半个多世纪。通常,在这时期内,假设不被抛弃,那就被证实,而磁单极子则是罕见的例外,但它依然是个谜。今天它已成了解决一系列涉及到微观世界和宏观世界课题的突破口。
[楼主]  [166楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/14 09:25 

第六节 物质磁性的起源

如果磁是以太的量子涡旋,一个磁铁,没看到任何以太的量子涡旋,为什么会有磁性?我们的回答是:物质的磁性起源于原子中电子的运动,电子的运动会产生许许多多的量子以太的涡旋。
磁是以太的量子涡旋,有证据吗?当然有证据,而且证据非常丰富。首先从物质磁性起源谈起。
一、物质磁性的起源
为了解释永磁和磁化现象,安培提出了分子电流假说。安培认为,任何物质的分子中都存在着环形电流,称为分子电流,而分子电流相当一个基元磁体。当物质在宏观上不存在磁性时,这些分子电流做的取向是无规则的,它们对外界所产生的磁效应互相抵消,故使整个物体不显磁性。在外磁场作用下,等效于基元磁体的各个分子电流将倾向于沿外磁场方向取向,而使物体显示磁性。
磁现象和电现象有本质的联系。物质的磁性和电子的运动结构有着密切的关系。乌伦贝克与哥德斯密特最先提出的电子自旋概念,是把电子看成一个带电的小球,他们认为,与地球绕太阳的运动相似,电子一方面绕原子核运转,相应有轨道角动量和轨道磁矩,另一方面又绕本身轴线自转,具有自旋角动量和相应的自旋磁矩。施特恩-盖拉赫从银原子射线实验中所测得的磁矩正是这自旋磁矩。(人们认为电子自旋在量子力学上没有相应的物理模型,把电子自旋看成是电子绕本身轴线的转动是不正确的。)
电子绕原子核作圆轨道运转和绕本身的自旋运动都会产生以太的涡旋而形成磁性,人们常用磁矩来描述磁性。因此电子具有磁矩,电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。在晶体中,电子的轨道磁矩受晶格的作用,其方向是变化的,不能形成一个联合磁矩,对外没有磁性作用。因此,物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起,而是主要由自旋磁矩引起。每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子μB(注:这里B为下标,下同)。μB是原子磁矩的单位,μB=9.27×10^-24A•m²。因为原子核比电子重2000倍左右,其运动速度仅为电子速度的几千分之一,故原子核的磁矩仅为电子的千分之几,可以忽略不计。
孤立原子的磁矩决定于原子的结构。原子中如果有未被填满的电子壳层,其电子的自旋磁矩未被抵消,原子就具有“永久磁矩”。例如,铁原子的原子序数为26,共有26个电子,在5个轨道中除了有一条轨道必须填入2个电子(自旋反平行)外,其余4个轨道均只有一个电子,且这些电子的自旋方向平行,由此总的电子自旋磁矩为4μB。
[楼主]  [167楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/14 18:54 

[楼主]  [168楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/15 09:09 

[楼主]  [169楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/16 09:22 

第七节 旋转体磁效应
人们已经探测到太阳普遍磁场遍及整个太阳系。地球自转也会带动以太随其转动而产生地磁场。太阳系的行星包括月球都因自转而产生各自磁场,而且其中类地行星(包括月球)自转角 动量与其磁偶极矩 的比值接近于一个常数。
天文观测表明,太阳、室女座78号和地球的磁矩都近似地和它们各自的角动量成正比。于是有人在1947年提出这样一个设想:转动的物体都附有磁矩,磁矩的大小和物体的角动量成正比。他设想这是自然界的一个物理规律,就如同电流都附有磁场一样。普通的物体显不出这个效应是因为物体太小。若物体有月球那样大,磁性就显示出来了。这一假说在历史上曾引起广泛的注意。
日月星辰以及地球等一切天体都是不停地在旋转着,旋转天体又都具有磁场,这是铁的事实。天体的磁场和自转之间一定有着某种物理实质的联系,这是极为自然的和合理的。H.W.巴布科克曾把太阳与早型星作过对比。太阳赤道上的自转速度为2公里/秒,而普遍磁场的强度为50高斯;如果磁场强度与自转速度成正比,并取B,A,F型星的平均赤道转速为60公里/秒,它们的磁场强度就应该是1500高斯。说来真是凑巧,巴布科克所观测的第一颗恒星——室女座78——的磁场强度正好是这样大。于是,人们就一度认为,天体的磁场强度真是与自转速度成正比,而且还有人认为这是自然界的基本规律之一。其代表人物是布莱克特(Blackett),他把地球、太阳和室女座78星(这是当时已测出磁场强度的唯一恒星)三个天体的自转和磁场作了一番比较,有趣的是,尽管这三个天体的质量、体积和磁场强度都相差悬殊,可是它们的磁矩和角动量的比值却几乎一样。
[楼主]  [170楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/16 20:09 

[楼主]  [171楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/17 09:39 

1965年多伦多大学的Vins 和J.Tuzowilson在对洋中脊磁条带的磁性分析中找到了地磁反转的证据。随后几年,哥伦比亚大学的Neil opdyke通过对深海处获取的样本的分析,绘出了地磁场反转时间表。
1963-1965年美国地质勘探局的Allan cox,Richard Doell,Brent Dalrymple和澳大利亚国立大学的lan Mc Dougall 共同对火山岩进行测量,进一步确定了地磁反转时间表。
lamont's Neil Opdyke对海洋沉淀物的磁性进行研究,样本来自于南太平洋的海底,垂直于岩心进行采样,样本长16-40英尺。岩心样本的磁场反转时间和地质年代与从陆地上火山岩中采集的样本以及洋中脊磁条带地磁反转的年代都是一致的。
因此,不同地质年代的岩石的磁性、洋中脊磁条带的磁性和海洋沉淀物的磁性不仅都有磁场反转,而且磁场反转的时间也非常吻合,这就雄辩地证明了地球磁场已经多次反转。
地球磁场为什么会多次反转?这里提出一个新的想法:整个地球可以带有不同的电荷,地球磁场主要是由所带电荷随地球的自转所产生的。地球整体所带的电荷的正负是没有一定规律的。地球所带电荷的多次变化,导致地球磁场也随其一起多次反转。太阳和木星的磁场也会反转,因此,自旋的天体具有正负极性变化的电荷是一个普遍的现象,导致磁场也随其一起多次反转。
总之,旋转体的磁效应能比较简单地解释地球和天体磁场的起源以及磁场的反转。也就有力地说明了磁是以太的涡旋。
[楼主]  [172楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/18 18:53 

第八节 太阳角动量失踪之谜
1755年,德国哲学家康德(Immanuel Kant)首先提出了太阳系起源的星云假说。他认为,太阳系是由原始星云按照万有引力定律演化而成。在这个原始星云中,大小不等的固体微粒在万有引力的作用下相互接近,大微粒吸引小微粒形成较大的团块,团块又陆续把周围的微粒吸引过来,这样,团块越来越大,从而“天体在吸引最强的地方开始形成”。引力最强的中心部分吸引的物质最多,先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向其下落时,与其它微粒碰撞而改变方向,变成绕太阳作圆周运动;运动中的微粒又逐渐形成引力中心,最后凝聚成朝同一方向转动的行星。
41年后,法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace)也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。与康德的星云说不同之处在于,他认为太阳系是由炽热气体圆盘的星云形成的。圆盘一旦形成,气体由于冷却马上收缩起来,因此自转加快,离心力也随之增大,于是星云变得十分扁平。在星云外缘,离心力超过引力的时候圆盘便定时地遗弃一些小型的环圈或蒸汽环带,这些形成物由于停止收缩也就脱离了主圆盘。每个独立的环圈通过自身形成一只小型的旋涡而聚合成为一颗行星;而这种气旋的旋转会再产生更小的气体环圈,由此又形成行星的卫星。圆盘的中心部分形成太阳。拉普拉斯举出土星环作为“土星大气的原始范围及其不断凝缩过程的现存证据”。
这一解释是符合太阳系的主要特征的。例如:
(1)行星运行轨道都接近圆形(近圆性)。
(2)行星运行轨道几乎位于同一轨道平面上(共面性),只有水星和冥王星的轨道有较大倾斜。
(3)行星公转方向和太阳自转方向都是逆时针的。
(4)除金星外行星自转方向和太阳自转方向也是逆时针的。
但星云假说有一个困难,这就是它无法说明太阳系的一个极为重要的特征,即行星和太阳之间的角动量分布极不均匀这一现象。太阳的质量虽然远远超过其体系的其余部分质量的总和,太阳占全系总质量的99.8%,然太阳的角动量居然只有全体系的2%。这一情况的物理含义是,太阳旋转极慢,但拥有全体系98%的角动量,而体积却不大的诸行星,竟然在距离中心甚远的地方高速转动着。
[楼主]  [173楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/19 19:31 

根据康德-拉普拉斯理论并结合自康德-拉普拉斯之后所获得的补充知识来计算一下太阳的自转周期,就能验证康德-拉普拉斯假说是否正确。天文学家不仅能估计气体云在收缩之前的体积,还可测出所观测星云中气体的自转速度。根据这个估计的体积,自转的观测速度和角动量守恒定律,康德-拉普拉斯理论计算出的太阳的自转周期应在1/2天左右,而实际的观测周期却是26天。理论与观测之间相差竟如此悬殊,是令人无法接受的。因此,太阳角动量一定有一种人们至今没有探测到的逃逸方式。
虽然太阳周围是真空,但是太阳周围有一尺度很大极为复杂的磁场。前几节已经讲过,磁场就是以太的涡旋,太阳的自转及其各种内部活动能带旋以太,产生以太的涡旋。这些涡旋向太阳远处传播延伸,有一部分会脱离太阳而流失于太阳远处的空间,从而带走太阳的角动量。虽然以太的角动量非常小,但是,太阳这种角动量的流失是连续和长期的,在几十亿年时间内,它带走了太阳绝大部分角动量也是可以理解的。
太阳的确有一分布于行星际空间的广大复杂的磁场,分大尺度结构和小尺度结构。前者主要指太阳普遍磁场和整体磁场,它们的结构的非常复杂的。后者则主要集中在太阳活动区附近,且绝大多数是双极磁场。太阳普遍磁场指日面宁静区的微弱磁场,强度约1×10-4~3×10-4特斯拉,它在太阳南北两极区极性相反,近年的观测发现,通过光球的大多数磁通量管被集中在太阳表面称作磁元的区域,其半径为100~300千米,场强为0.1~0.2特斯拉,大多数磁元出现在米粒和超米粒边界及活动区内。如果把太阳当作一颗恒星,可测到它的整体磁场约3×10-5特斯拉,这个磁场是东西反向的。在太阳风作用下,太阳磁场还弥漫整个行星际空间,形成行星际磁场。它的极性与太阳整体磁场一致,随着离开太阳的距离增加而减弱。各种太阳活动现象都与磁场密切相关:耀斑产生前后,附近活动区磁场有剧烈变化(如磁场湮灭);黑子的磁场最强,小黑子约0.1特斯拉,大黑子可达0.3~0.4特斯拉甚至更高。谱斑的磁场约0.02特斯拉。日珥的形成和演化也受磁场的支配。
行星由于质量小和温度低,其内部活动远远不及太阳,因此行星自转对以太的带旋能力也就远远不及太阳,与太阳相比,小到差不多可以忽略不计。
综上所述,可以得到这样一幅图象:太阳悬于以太之中,太阳的自转和太阳内部的各种剧烈活动会在以太中产生一个和太阳一起旋转的及各种各样的以太涡旋,这些涡旋一直延伸到很远的空间。不过,离太阳越远,这些涡旋的强度也越小,远到一定的程度,这些涡旋就逐渐地消失了。正是这些电磁涡旋带走了太阳的角动量。可以说太阳的转动动能变成了磁场能。
[楼主]  [174楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/20 10:48 

【阅读材料11】 太阳系起源 选自《行星 恒星 星系》
………
星云假说 凡符合自身独立条件的假说,都具有这样一个相似之点:即它们所依据的前提都是太阳起源于一团巨大的尘埃和气体云。成分以氢为主的气体云在银河系中是极为普遍的。有人估计,气体云的某一部分可能脱离气团的主体而自成一局部旋涡。在一些亮星云的照片中,显示出在这些亮星云与地球之间存在晦暗的“球状体”,这一事实更加重了上述论证的分量(见本章章首照片)。
那么,假如这种小型旋涡的气体的密度达到足够高的程度,它便会在本身引力的作用下自行收缩起来。凡是一个处于自转的同时又收缩的体系或物体将会越转越快,这是角动量守恒定律的必然结果
正在收缩之中的气团的角动量是难以计算的。不过,气团中每颗质点的角动量便等于质点的质量m,质点的转动速度v和质点围绕中心转动的轨道半径r三者的乘积(角动量=mvr),如果该质点不受外力的作用,这一乘积mvr将始终保持不变。
假定质点的质量m不变,则在质点的转动轨道半径缩短的时候(因为气团的整体在不断地收缩),其自转速度便要增加。这个现象可举一个实例来加以说明:一位旋转的花样溜冰运动员,在她开始旋转之初,其双臂是伸开的;但当她将双臂一收拢,她便转动得更快了。
如轨道半径减小而速度并不增加,那角动量就一定要要降低。然而角动量守恒定律却完全否定了这种可能性——只要无外力作用在旋转体系之上,其角动量肯定是恒定不变的。
既然星云中一团正在收缩的气旋可以以愈转愈快,其结果就会围绕着中心星云在垂直自转轴的平面内形成一个巨大的气体圆盘。这种图象极为类似于一幅不太清晰的土星及其光环的焦外像。在此阶段,太阳已成为为一颗新生的恒星,它的腰部围绕着一个又在又扁的气体尘埃圆盘。这个圆盘的扁平形状就可解释行星轨道大都分布在同一平面之中的事实。
康德-拉普拉斯假说 从这一观点出发,各种不同的太阳系起源的假说便开始分道扬镳了。第一个提出气体圆盘的是德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯。圆盘一旦形成,拉普拉斯就认为,它就马上收缩起来。在此过程之中,圆盘便定时地遗弃一些小型的环圈或蒸汽环带,这些形物由于停止收缩也就脱离了主圆盘。每个独立的环圈通过自身形成一只小型的旋涡而聚合成为一颗行星;而这种气旋的旋转会再产生更小的气体环圈,由此又形成行星的卫星。拉普拉斯就举出土星环作为“土星大气的原始范围及其不断凝缩过程的现存证据”。
这一解释尽管多么巧妙(它已部分地为当代假说所吸收继承),但它却无法说明太阳系的一个极为重要的特征,即行星和太阳之间的角动量分布极不均匀这一现象。太阳的质量虽然远远超过其体系的其余部分质量的总和(太阳占全系总质量的99.9%),然太阳的角动量居然只有全体系的2%。这一情况的物理含义是,太阳旋转极慢,但佣有全体系98%的角动量而体积却不大的诸行星,竟然在距离中心甚远的地方高速转动着。
根据康德-拉普拉斯理论并结合自康德-拉普拉斯之后所获得的补充知识来预报一下太阳的自转周期,就能验证康德-拉普拉斯假说是否正确。天文学家不仅能估计气体云在收缩之前的体积,还可测出所观测星云中气体的自转速度。根据这个估计的体积,自转的观测速度和角动量守恒定律,康德-拉普拉斯理论预见到太阳的自转周期应在1/2日左右,而实际的观测周期却是26天。理论与观测之间相差竟如此悬殊,是令人无法接受的;康德-拉普拉斯理论肯定忽略了形成过程中某些重要的方面。纵然这一理论对后来的天文学家的思想启发很大,但也无法原封不动地采用。
…………
[楼主]  [175楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/21 11:50 

第九节 太阳黑子的起源
一、什么是太阳黑子
最常见的太阳活动是太阳黑子。太阳黑子是太阳表面灼热气体的巨大旋涡,内部气体的运动速度达2000米/秒。它的温度约4500摄氏度。太阳黑子由暗黑的本影和在其周围的半影组成,形状变化很大,最小的黑子直径只有一千公里左右,没有半影, 而最大的黑子直径比地球的直径还大几十倍,可达20万公里。一个发展完全的黑子由较亮的半影围绕着暗黑的本影组成,形状很不规则,以椭圆形居多。它们经常成对或成群出现,在日面上移动、发展直至消失。黑子的寿命长短不一,短的只有几小时,少数长的可超过一年,平均寿命为1~2个月。
为什么说太阳黑子是一团炽热气团的涡流?其理由是:
1、许多黑子的相片上有涡旋结构。
2、太阳黑子总是伴随着很强的磁场。1908年美国威尔逊山天文台的天文学家海尔通过光谱线的塞曼效应首次测到太阳黑子的磁场。一般说来太阳黑子具有0.2~0.4特斯拉的强磁场。
太阳表面灼热气体的巨大旋涡可以看成是一个巨大的旋转体,巨大的旋转体一旦带有电荷就一定会产生磁场,因此黑子一定有很强的磁场,目前没有发现不带磁场的黑子。黑子本影中心场强约0.2~0.4特斯拉,在半影与太阳光球的边界附近逐渐减少至0.1~0.15特斯拉。因此从太阳黑子有磁场就可判断太阳黑子是一个旋涡。
3、带有电荷的太阳表面灼热气体的巨大旋涡会带动空间中的以太,产生一个巨大的以太的量子涡旋,请注意,这个巨大的以太的量子涡旋——强磁场是由太阳表面带电的灼热气体的巨大旋涡产生的,因此,太阳表面灼热气体的巨大旋涡的动能变成了巨大的磁场能,使得太阳表面灼热气体的旋涡动能减少了。因此,太阳表面灼热气体旋涡的分子运动就比太阳上其它地方分子运动要慢一些,温度也就会低一些,当然也就会变黑一些。这也就是太阳黑子为什么会黑一此的根本原因。同时黑子越大,它所带动而产生以太的量子涡旋也越强,磁场也就会越强。实际观测正是这样的,大黑子的磁场强度可达0.4特斯拉。
4、太阳的内部运动越剧烈,产生的涡旋也就越剧烈,产生黑子也越多。因此黑子越多,太阳活动也就越烈,从而整个太阳越亮。这与观测是一致的,因为已观察到太阳上黑子高峰期比低峰期亮度增加0.1%。从黑子越多不是太阳活动越弱,而是太阳活动越强,就从另一个侧面说明太阳黑子是太阳上的飓风更加合理。
二、太阳黑子的基本规律
太阳黑子很少单独活动。常常成群出现。活动周期大约为十一年。一个发展完全的黑子由较暗的核和周围较亮的部分构成,中间凹陷大约500千米。黑子经常成对或成群出现,其中由两个主要的黑子组成的居多。位于西面的叫做“前导黑子”,位于东面的叫做“后随黑子”。一个小黑子大约有1000千米,而一个大黑子则可达20万千米。
通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度分布也有规律性。一开始,几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内,太阳活动剧烈时,它往往出现在±15°处 ,并逐步向低纬度区移动,在±8°处消失。在上一个周期的黑子还没有完全消失时,下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近。如果以黑子的纬度为纵坐标,以时间为横坐标,绘出的黑子分布图很像蝴蝶,因而称作蝴蝶图。许多专家对蝴蝶图的含义进行了研究,但是直到现在还没有确定的结论。
太阳黑子活动呈周期出现,两次极大黑子间的间隔平均为11.2年,叠加有一个为期80年的低幅度的周期。在黑子群周围常出现耀斑,发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。
一般说来,在一个黑子群中,都有两个较大的黑子,即位于西面的前导黑子和位于东面的后随黑子。测量表明这两个黑子的磁场极性往往相反,如果一个是N极,另一个就是S极,这种黑子群称为双极群。如为黑子群很大,结构特别复杂,则其中黑子的磁极性杂乱无章,毫无规则,这样的黑子群称为多极群。偶尔在日面上也会出现孤零零的一个黑子,只有一个磁极,这叫做单极群。
在大量观测结果的基础上,海尔特别注意双极黑子群在是面上的分布特点。如果以太阳赤道为界,把双极群按南北分开研究,海尔发现三条非常有趣的规律:
1、在同一个半球内,双极群的磁极性分布是相同的。例如在北半球,一个双极群的前导黑子磁极为N,后随黑子的磁极性一定为S,则所有其它双极群的极性分布也都如此。
2、不同半球内双极群的的极性分布恰恰相反。如上例,在南半球,一个双极群的前导黑子磁极一定为S,后随黑子的磁极性一定为N,所有其它双极群的极性分布也都如此。
3、在太阳活动的每个11年的周期过程中,双极群的这种分布规律保持不变。而当下一个11年周期开始后,太阳整体磁场反转,双极黑子群的磁极性分布规律也恰好与上一个11年周期完全相反。
[楼主]  [176楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/21 20:37 

三、以太涡旋和旋转体磁效应的铁证
太阳黑子为什么有以上的三条规律呢?其根本原因是自转的太阳对其上涡旋产生了科里奥利力。
美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授敏锐地注意到:每次放掉洗澡水时,水的漩涡总是向左的旋的,也就是逆时针的。他认为这并非偶然,而是一种有规律的现象。1962年,他发表论文,认为这漩涡与地球自转有关。如果地球停止转动的话,拔掉盆的塞子,水不会产生漩涡。由于地球不停地自西向东旋转,而美国处于北半球,地球自转产生的科里奥利力便使洗澡水朝逆时针方向逆转。
谢皮罗认为,北半球的台风都是逆时针方向旋转,其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他断言,如果在南半球,则恰恰相反,台风和洗澡水将按顺时针形成漩涡,在赤道则不会形成漩涡。世界各地的试验结果表明,谢皮罗的论断完全正确。
只要把太阳黑子看成是太阳上的飓风;把磁北极在上的太阳黑子看成是逆时针旋转的太阳飓风,把磁南极在上的太阳黑子看成是顺时针旋转的太阳飓风;把太阳总体磁场看成是太阳所带电荷旋转方向,即磁北极在上时是太阳带正电荷逆时针自转,磁南极在上时是太阳带负电荷逆时针自转。
太阳磁场为什么会多次反转?这里提出一个假设。应是太阳所带的总体电荷的极性发生变化,太阳磁场主要是由带电体的旋转所产生的。太阳所带的总体电荷的正负极性在作一种有规律的改变,导致太阳磁场也随其一起多次反转。
这样一来,海尔发现的三条规律就完全可以用谢皮罗的理论解释得清清楚楚。
1、如果太阳所带的总体电荷为正且逆时针方向自转,在太阳北半球,有一团炽热气团向下运动,太阳的自转便会产生一个科里奥利力,形成一个逆时针的漩涡,也就是一个磁极性为N的太阳黑子。考虑到太阳黑子的纵向运动的落后趋势,这个逆时针的漩涡便会向后弯曲。又由于异性磁极会互相吸引,这个逆时针向后弯曲的漩涡又会浮起,炽热气团浮起时,科里奥利力方向相反,漩涡的方向也由逆时针变成顺时针方向,其磁极性为S。总的来看,形成一个马蹄形的漩涡。就象一个蹄形磁铁。这就是一个双极群的前导黑子和后随黑子的产生过程。其它所有双极群的太阳黑子极性和产生也都是如此。
2、不同半球内双极群的极性分布恰恰相反,因这太阳的磁场自转产生的科里奥利力相反。在太阳南半球,一个双极群的前导黑子磁极一定为S,后随黑子的磁极性一定为N,所有其它双极群的极性分布也都如此。
3、在太阳活动的每个11年的周期过程中,由于太阳所带电荷自转的方向不变,双极群的这种分布规律当然保持不变。而当下一个11年周期开始后,太阳整体磁场反转,也就是等同于太阳电荷自转方向相反,电荷自转产生的科里奥利力相反,双极黑子群的磁极性分布规律当然也恰好与上一个11年周期完全相反。注意这里的太阳自转方向不是指太阳表面的自转方向,是指太阳电荷的自转方向。前者的方向不会改变,而后者有周期为11年的变化。
因此,太阳黑子是以太涡旋和旋转体磁效应存在的铁证。
[楼主]  [177楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/21 20:37 

三、以太涡旋和旋转体磁效应的铁证
太阳黑子为什么有以上的三条规律呢?其根本原因是自转的太阳对其上涡旋产生了科里奥利力。
美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授敏锐地注意到:每次放掉洗澡水时,水的漩涡总是向左的旋的,也就是逆时针的。他认为这并非偶然,而是一种有规律的现象。1962年,他发表论文,认为这漩涡与地球自转有关。如果地球停止转动的话,拔掉盆的塞子,水不会产生漩涡。由于地球不停地自西向东旋转,而美国处于北半球,地球自转产生的科里奥利力便使洗澡水朝逆时针方向逆转。
谢皮罗认为,北半球的台风都是逆时针方向旋转,其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他断言,如果在南半球,则恰恰相反,台风和洗澡水将按顺时针形成漩涡,在赤道则不会形成漩涡。世界各地的试验结果表明,谢皮罗的论断完全正确。
只要把太阳黑子看成是太阳上的飓风;把磁北极在上的太阳黑子看成是逆时针旋转的太阳飓风,把磁南极在上的太阳黑子看成是顺时针旋转的太阳飓风;把太阳总体磁场看成是太阳所带电荷旋转方向,即磁北极在上时是太阳带正电荷逆时针自转,磁南极在上时是太阳带负电荷逆时针自转。
太阳磁场为什么会多次反转?这里提出一个假设。应是太阳所带的总体电荷的极性发生变化,太阳磁场主要是由带电体的旋转所产生的。太阳所带的总体电荷的正负极性在作一种有规律的改变,导致太阳磁场也随其一起多次反转。
这样一来,海尔发现的三条规律就完全可以用谢皮罗的理论解释得清清楚楚。
1、如果太阳所带的总体电荷为正且逆时针方向自转,在太阳北半球,有一团炽热气团向下运动,太阳的自转便会产生一个科里奥利力,形成一个逆时针的漩涡,也就是一个磁极性为N的太阳黑子。考虑到太阳黑子的纵向运动的落后趋势,这个逆时针的漩涡便会向后弯曲。又由于异性磁极会互相吸引,这个逆时针向后弯曲的漩涡又会浮起,炽热气团浮起时,科里奥利力方向相反,漩涡的方向也由逆时针变成顺时针方向,其磁极性为S。总的来看,形成一个马蹄形的漩涡。就象一个蹄形磁铁。这就是一个双极群的前导黑子和后随黑子的产生过程。其它所有双极群的太阳黑子极性和产生也都是如此。
2、不同半球内双极群的极性分布恰恰相反,因这太阳的磁场自转产生的科里奥利力相反。在太阳南半球,一个双极群的前导黑子磁极一定为S,后随黑子的磁极性一定为N,所有其它双极群的极性分布也都如此。
3、在太阳活动的每个11年的周期过程中,由于太阳所带电荷自转的方向不变,双极群的这种分布规律当然保持不变。而当下一个11年周期开始后,太阳整体磁场反转,也就是等同于太阳电荷自转方向相反,电荷自转产生的科里奥利力相反,双极黑子群的磁极性分布规律当然也恰好与上一个11年周期完全相反。注意这里的太阳自转方向不是指太阳表面的自转方向,是指太阳电荷的自转方向。前者的方向不会改变,而后者有周期为11年的变化。
因此,太阳黑子是以太涡旋和旋转体磁效应存在的铁证。
[楼主]  [178楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/22 10:41 

【阅读材料12】 选自《宇宙 四大起源之谜》P15

………用望远镜看太阳,可发现太阳光球表面布满了同“米粒”一样的东西,天文学家称它们为“米粒组织”。米粒组织就是太阳灼热的气体不断翻腾而掀起的“波浪”。在太阳色球层,常有巨大的火舌升腾而起,高度可达几万千米,几十万千米,甚至几百万千米,天文学家称它们为“日珥”。日珥很美丽,有的像喷泉,有的像拱桥。有的则象节日夜空的礼花。
在太阳的色球层上,有时会突然出现一些亮斑,在几分钟至十几分钟内,抛出大量的带电粒子,辐射出大量的能量,天文学家称它们为耀斑。
最常见的太阳活动是太阳黑子。太阳黑子是太阳表面灼热气体的巨大的旋涡,内部气体的运动速度达2000米/秒,它的温度约4500摄氏度,亮度低于周围的光球,看上去像一些深暗色的斑点,大小不一。小黑子的直径在1000米以下,大黑子特别是黑子群的直径可达10万千米以上。太阳黑子的数目呈周期性变化,平均周期大约为11年。太阳黑子是主要的一种太阳活动,其他的一些活动,如耀斑、日珥等,与黑子出现的多少有关;太阳黑子出现的多少,已被认为是太阳活动强弱的标志。
太阳活动与人类的关系非常密切,会给军事、通信、航天、地震、气候、生物生长、人类健康等带来影响。………
[楼主]  [179楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/23 08:36 

第十节 回旋磁效应与磁紊流
一、回旋磁效应
一自由悬挂着的软磁铁棒放入一固定线圈中,并使其可自由转动。先在线圈中通以电流,使之磁化到饱和,然后改变电流的方向,这时软磁铁棒会发生宏观扭转。这种现象称为回磁效应。严格地说,回旋磁效应是铁磁体旋转时导致磁化或铁磁体被磁化时导致旋转的现象,它来源于原子磁矩与动量矩之间的内在某种联系,不但对孤立的原子成立,而且对于宏观磁性体也是成立的。
回磁效应是角动量守恒的必然结果。在磁场使磁化强度方向改变时,与原子磁矩相对应的原子角动量随之改变,为了保持整个体系的角动量守恒,必须有一个整体的转动角动量与原子角动量的改变相抵偿,从而使棒发生转动。由于回磁效应中棒的角动量的变化完全是由磁场方向改变所引起的,因此,磁场一定具有角动量,从而把磁场作为以太的涡旋也是非常有道理的。
回旋磁效应的实验装置是磁棒放在线圈里,磁捧可以自由地旋转。先使磁棒受磁场H正方向作用,并磁化到饱和,此时,磁棒处于静止状态。当磁场的方向突然改变,磁棒受-H的作用并磁化到饱和状态时,能够观察到磁棒发生转动的现象,从而可以测出角动量的变化。
回磁效应使一块磁性物质的磁化强度与宏观的角动量建立起联系,也就是把机械运动和电磁运动建立起联系。磁化强度与微观原子体系的磁性是密切相关的,因此通过宏观机械效应可以去探测微观原子体系的磁性。用这种效应可以测量磁性材料的回磁比,由此可了解物质中电子的轨道运动和自旋运动对宏观磁化强度贡献的比例,提供了一个研究物质微观结构的间接方法。进一步讨论如下。
以M表示磁体的磁化强度,P为相对应的动量矩,则有关系
[楼主]  [180楼]  作者:-叶波-  发表时间: 2008/10/24 08:54 

M/P=-ge/2me
此表达式为回磁效应的理论基础。负号表示M和P的方向相反。测定磁力比因子g的值,可以确定磁矩同电子自旋或轨道运动的贡献程度。由各种回旋磁效应实验的结果可知,铁磁物质的g值为1.85—2.0,由此得到结论:所有铁磁物质的磁矩主要由电子自旋贡献,而不是由电子的轨道运动贡献。
由磁力比ge/2me可以求得对应于磁体转动时发生的角动量变化。
回旋磁效应是测量磁力比因子g值的主要方法,其中有著名的爱因斯坦-德哈斯效应。
对应于磁体整个晶格的角动量改变,根据角动量守恒原理,磁棒系统角动量是不变的,于是自旋、轨道和晶格的角动量改变量之和为0。
在这里我们可以清楚地看到,磁场方向的变化可以导致磁棒系统角动量的变化,只有把磁场作为一种以太的涡旋来看待,磁场方向相反就是以太涡旋的方向相反,回磁效应中的磁棒系统角动量的变化就能得到合理的解释。
与以太的涡旋相关还有畴壁共振、磁畴自然共振、旋磁性和各种磁共振。这里就不再深入讨论了。
二、磁紊流
由于以太是一种流体,流体运动时会产生层流和紊流。以太也不例外,当磁场强度较小时,以太形成一个涡旋,可以看成是磁层流。当磁场强度大到一定程度,以太的涡旋就会被破坏,形成一团以太的紊流或湍流。我们称为磁紊流或磁湍流。磁紊流的特点是,在那里,电磁体系全部失效。磁紊流实际上是存在的,特举二例加以说明。
1、太阳耀斑与磁暴
太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀,其寿命仅在几分钟到几十分钟之间,亮度上升迅速,下降较慢。特别是在太阳活动峰年,耀斑出现频繁且强度变强。
太阳耀斑一旦出现,是惊天动地的大爆发。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸;而一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放1025焦耳的巨大能量。
除了日面局部突然增亮的现象外,耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强;耀斑所发射的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线,有红外线和射电辐射,还有冲击波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射线。
耀斑对地球空间环境造成很大影响。太阳色球层中一次爆炸,地球大气层随后会出现各种反应。耀斑爆发时,发出大量的高能粒子和以太的紊流,当它们到达地球轨道附近时,往往会产生磁暴,这种以太的紊流会使各种电磁操纵机构及其电磁仪表失灵,严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射和以太紊流来到地球附近时,辐射会与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,以太的紊流使得电磁波无法通过或反射,失去传递无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流和以太的紊流与地球高层大气作用,还会产生极光,并干扰地球磁场而引起磁暴。
例如,第二次世界大战时,德国前线战事吃紧,后方德军司令部报务员布鲁克正在繁忙地操纵无线电台,传达命令。突然,耳机里的声音没有了。他检查机器,电台完整无损;拨动旋钮,改变频率,仍然无济于事。结果,命令无法传达,德国像群龙无首似的陷入一片混乱,战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。临刑前,他仰天呼喊“冤枉!冤枉!”。后来查清,这次无线电中断,“罪魁祸首”是耀斑。布鲁克的死,实在冤枉。他的死,在于人们当时对耀斑还不了解。
2、UFO与电磁干扰
众多的统计报告表明,现在观察到的UFO现象往往伴随着电磁波的干扰,许多目击报告中都提到了物品磁性的变化和汽车、收音机、电话等物品受到的电磁波干扰,这种干扰有时并没有什么影响,但对飞行中的航空器或行驶中的车辆,仍然形成威胁。然而,还有另一种情况更严重地威胁人们的生活,那就是大规模的停电事故。
1965年9月23日晚上,墨西哥奎尔纳瓦卡市附近上空出现了一个巨大的淡红色圆盘型飞行物。当这个不明飞行物掠过市郊村镇的时候,所有的电灯都暗了下来。接着,不明飞行物飞入了市中心的上空,整个城市便陷入了一片漆黑之中,持续时间长达数分钟。后来,飞行物向高空升去,迅速消失,城市这才“重见光明”。奎尔纳瓦卡市市长瓦伦丁•冈萨雷斯、军区长官拉斐尔•恩里克•维加将军和州长埃米利•里瓦•帕拉西同成千上万的目击者一样,由始至终观察了不明飞行物的全部活动。
类似的事件在其他国家也发生过。 在美国,第一次UFO引起的停电事件发生在伊利诺伊州的塔马罗阿市。1957年11月14日,一个不明飞行物出现在塔马罗阿市低空,致使方圆6平方公里内的电路全部中断。11天后,巴西的莫吉一米林也发生了同样的事件。不过,这一次人们看到的3个不明飞物只是在空中盘旋。1958年8月3日,罗马市的一个街区由于不明飞行物从空中掠过造了严重的停电事故。
1957年11月9日,一次更严重的停电事故发生在美国纽约。一个不明飞行物悬停在克莱配电站上空,该配电站控制着全纽约市的用电。
后来发电公司的经理向报界发表谈话说:“我们不知道如何来解释。不过线路没有断,发电机组没有毛病,保险器也没有发生故障。”
爱迪生电业集团的发言人认为,这次停电事件令人奇怪:“大量的电能莫明其妙地被什么东西吸走了,仿佛整个电流都同时从地球消失了似的,我们无法做出解释。”
专家们私下认为,只有一种解释,即有一股强大的电磁波袭击了电网,瞬间产生了超高压电流,烧毁了配电站和变电站的设施。
在这里,只要把这种UFO看成是一团磁紊流,一切疑团就会迎刃而解。
根据磁紊流的特征,不难设计出“磁弹”和“隐形机构”。所谓磁弹和隐形机构不过是一团团的磁紊流,在磁紊流范围内的电磁体系会全部失效或破坏,这就是磁弹。磁紊流会使光不能通过和反射,这就是隐形机构了。例如,我如果穿上磁紊流服装,你们当然看不见我了。

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