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黑体辐射公式的推导过程证明普朗克常数只适应于静止以太中的观测者
[楼主] 作者:刘岳泉  发表时间:2009/02/14 01:35
点击:5932次

    在《物理学年谱》中查到,1899年英国的瑞利(Rayleigh)用经典统计力学推出空腔辐射能量密度的频率分布正比于频率的平方,因而在短波极限发散,这一困难史称“紫外灾难”。而维恩(Wien)公式又是与正比于频率的立方,于是普朗克用了一个内插法折衷而得到了一个著名的普朗克黑体射公式,从而开创了一个量子力学新篇章。

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    过去,我一直无法理解为什么经典统计力学中的频率分布会正比于频率的平方或立方?原来奥密正好隐藏在我上篇论文的第三个公式中,我也一直在为此寻找实验依据,原来“却在灯火阑珊处”!以太中光波的能流密度(即单位时间内流经单位面积的能量,详见我的论文)与光速的立方成正比,与光子数密度成正比,而单位体积内的光子数密度又与光子波长立方成反比(即波长减小一半能容纳的光子数增加到8倍),于是能流密度就必然与频率的立方成正比,这就是维恩公式的实质。

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    由于一个封闭系统内的总能量是有限的,根据统计分布规律随着时间的推延,任何一个波段的能量按指数衰减,我们再引入一个普朗克常数,就得到一个完整的维恩公式。在一个与外界相通的平衡系统中,单位时间内流出的能量为N1ν3 ,相同频率流入的能量为N2ν3e-hν/kT,由系统内与环境流入并产生共振的能量为N1ν3e-hν/kT,这样,我们就可以直接得到普朗克黑体辐射公式﹕N2ν3/(ehν/kT-1)。它表明环境提供并由系统自己产生的能量,都服从麦克斯韦能量的统计分布规律,而系统辐射的能量则只与谐振子总数与频率(即共振波长空间可能取值的量子倒数)立方乘积成正比

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    在以上推导过程中,我们引入普朗克常数并假设光子能量是mc2=hν,这只适用于以太中的静止观测者,对于运动观测者,由于波长不变,那么光子的能量就只能是m(c+v)2=(1+v/c)hν。这就是说,由于地球的转动,地面上测得的普朗克“常数”必然存在方向性差异,或者说普朗克“常数”与电磁介电“常数”一样都是矢量而并非标量!

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 [2楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2009/02/21 20:23 

系统内产生的能量为N1ν3
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老刘,这不对吧。系统怎么能无缘无故产生能量呢?只能由外界流入。

根据统计分布规律随着时间的推延
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跟时间没有任何关系,e-hν/kT符合波尔兹曼正则分布律。即体系温度为T,能量越高的粒子比例越少。

我以前看黑体辐射,不知看了多少遍,现在还感觉没有悟透。
维恩的公式是把光子比喻成粒子,利用麦克斯韦推导气体分子速率分布函数一样的方法,推导出来的。
这里的出发点是以光为粒子,辐射场跟物体微粒交换能量也是一对一的。短波方向符合。
瑞利的公式是把光看成了水波,能任意分割,能量交换是1对n。长波方向符合。
普朗克吗,开始凑,以后就找这个公式的意义。即频率为f的谐振子,其能量取值为E=hf的整数倍,
意思大概就是,光频为f,物体跟辐射场交换的每份能量不能任意大小分割,只能是hf的整数倍。

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荻族犹太,性狡黠,善诡辩,精通骗人之术,量产善骗之人。细究其思想,狡辩诡说,错漏百出。然众人被惑,以为先进,奉若神明。以致受无穷之灾至今。
[楼主]  [3楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/02/21 23:05 

对【2楼】说:

    波尔兹曼正则分布律是一个不考虑时间因素的孤立系统内“瞬间”平衡统计规律,但是一个开放系统必然会伴随着一个时间指数衰减因子的出现。黑体辐射本身就是一个开放系统,说“系统内产生的能量”的提法是不恰当,应该改为“系统内某一位点瞬间保持的能量”(即粒子密度数乘以光速立方再除以波长立方)。要注意:用粒子论根本就无法解释这频率的立方关系(包括瑞利公式中的平方),只有我的波动解释才是自然完美的。

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    我现在要进一步解决的是,光波在传播过程中的能量随时间以指数因子衰减而直接导致了“宇宙红移”的观测结果,这是因为光波的传播过程是在一个开放系统中,但是物质的“基本粒子”既有能量(即以太物质)衰减的质量损失过程,由于在以太场小范围的“孤立系统”中又同时吸收环境以太(较高密度)而获得质量,这里的时间因子又该如何在方程中消除呢?只要假设牛顿引力交换系数与光波能量衰减系数相同,就可以直接推导出哈勃常数值来,但现在仍有一些关系没理顺好。


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相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
 [4楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2009/02/21 23:25 

光波在传播过程中的能量随时间以指数因子衰减而直接导致了“宇宙红移”的观测结果
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这想法不错。

用粒子论根本就无法解释这频率的立方关系
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维恩用的就是粒子论的观点,把光看成像气体分子那样飞来飞去的东东。
你是怎么批驳的呢?

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[楼主]  [5楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/02/21 23:52 

对【4楼】说:
    “像气体分子那样飞来飞去的东东”会与能量的立方成正比?尽管历史上都是用波动论解释的,却没有任何人能解释这立方或平方关系,更何况是粒子论?“像气体分子那样飞来飞去的”只能说是这些分子之间相互碰撞振动的结果,而这立方或平方关系都只是对大量实验事实的高度概括与总结。

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 [6楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2009/02/22 12:48 

却没有任何人能解释这立方关系,更何况是粒子论?
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维恩早在100多年前就已经证明了。你可别把他们当菜鸟看待哦。

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[楼主]  [7楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/02/22 13:34 

对【6楼】说:

    既然如此,那就请原文引述过来让大家学学看?

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    我那其实就是麦克斯韦速度分布引伸而来的,将速度用光速取代,在指数中引入一个普朗克常数,能量密度乘以光速自然变为能流密度,不同波长的波数密度在单位体积内与其波长的立方成正比,整个公式包括系数在内(这里从略)都是很自然的必然推论,还有什么方法有如此简单明了吗?

 

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 [8楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2009/02/22 15:49 

请看这里:http://www.kongfen.cn/Article/cn_bookviw.asp?id=314>

这种跟频率立方成正比的关系并不是黑体辐射的研究重点。



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[楼主]  [9楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/02/22 20:10 

对【8楼】说:
    原来也是用麦克斯韦速度分布律,但是“可以证明对应于波长λ的辐射能密度ρ与波长的五次幂成反比”就太迁就了,不过本质上与我的思路是不谋而合的,没有谁能用粒子论来证明这个公式。理想气体的能量密度只与分子振动速度的平方成正比,这就证明了光速与其它任何速度都没有任何独特之处,我就是要证明牛顿力学原理适用任何“高速条件”,而且有相对运动的光波能量与(1+v/c)的平方成正比!

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 [10楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2009/02/22 21:27 

而且有相对运动的光波能量与(1+v/c)的平方成正比!
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解释什么现象呢?

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[楼主]  [11楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/02/22 23:16 

对【10楼】说:
    在首帖中已经说了,以此为依据推导出运动媒质中光速传播公式,通过所有相关的历史实验事实一一对照,你看还有哪个现象不能解释的?

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[楼主]  [12楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/03/02 21:23 

    终于弄明白了万有引力常数与光波衰减的“哈勃常数”之间的复杂关系:引力常数是物质单位时间内吸收以太微粒从而产生引力作过程的吸收系数,而光波衰减的“哈勃常数”则是光波在单位时间内的散发系数,当光波“静止”变成“粒子”时二者必然相等,虽然其度量单位的转化相当复杂,统一单位后甴引力常数推导的“哈勃常数”值是每百万秒差距为68.7公里/秒,与天文观测数据相当吻合。

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    “引力质量”与“惯性质量”在引力场中的增减关系冋题还要进一步探讨,关系相当复杂,但可以肯定引力作用与龙卷风的形成机制是完全一致的,现在数学模型已经确定,最后看系数关系如何统一。

 

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[楼主]  [13楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/03/04 21:51 

    一个完整的“龙卷风”以太旋涡引力理论终于建成:空气分子的无序热运动在中心旋涡核的作用下部分转化为定向旋涡运动,于是温度降低而密度加大形成反向压强梯度,越是靠近中心的温度越低密度越大却压强越小旋转速度越大,以太旋涡不断聚集以太物质使实物粒子转化为动能参与热运动而辐射电磁波,在电磁波的传播过程中的以太物质又不断离散进入宇宙大循环,使整个宇宙生生不息远无止境。

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    数学模型的建立涉及到知识面很广,几乎可以解释一切与引力有关的物理现象,与我业已建成的电磁理论也想当吻合。现在没有任何悬念了,剩下的任务就是整理和写作直到公开发表。

 

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 [14楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/03/07 19:55 

过去,我一直无法理解为什么经典统计力学中的频率分布会正比于频率的平方或立方?原来奥密正好隐藏在我上篇论文的第三个公式中,我也一直在为此寻找实验依据,原来“却在灯火阑珊处”!以太中光波的能流密度(即单位时间内流经单位面积的能量,详见我的论文)与光速的立方成正比,与光子数密度成正比,而单位体积内的光子数密度又与光子波长立方成反比(即波长减小一半能容纳的光子数增加到8倍),于是能流密度就必然与频率的立方成正比,这就是维恩公式的实质。
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SHEN RE:
关于三次方的解释,是不对的. 任何书上都是这么说的:

黑体辐射分布总的密度, 是单位体积单位频率上的密度,实际上是相当于计算相空间中的密度. 你的"单位体积内的光子数密度又与光子波长立方成反比"是对的,也与相空间中的密度有关. 但"单位体积内的光子数密度又与光子波长立方成反比"导致的态密度不与频率三次方成正比,而是两次方成正比. 由于单个振子能量与频率成正比,所以总的效果就是三次方了.
 [15楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2009/03/07 20:00 

关于Planck常数的修正问题,文献上的确有研究,不过那是针对超弦理论之类.

对于通常情形, 如参考系加速,已经有理论证明,PLanck常数不必修正. 参考系加速,导致热力学的安鲁效应.
[楼主]  [16楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/03/08 23:41 

对【15楼】说:

    什么“超弦理论之类”, 简直比相对论还要荒唐,我也不会去弄那些“相空间中”之类的东西,只知道在扑素的牛顿时空下思考问题,单位体积单位上的能量密度用频率三次方解释是没有系统理论支持的。其实现在的经典理论还有很多问题没解决好,很多主流研究人员却要去搞那些悬乎其悬的东西去糊弄大家和他们自己。近几天发现经典陀螺理论的确有大问题,现在提出一个新的理论观点和运算方法,把天体物理(岁差常数的计算问题终于解决了),电磁理论和量子力学中的相关问题都统一起来,十分神奇。

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    在现代电磁理论中,运动媒质中的介电常数各向异性现象,当媒质折射率向1的极限靠近就得到运动参照系中光速各向异性的必然結果(可惜我买不到那本电磁学书),我相也只有我的“能流守恒”(光速的三次方成正比)才能够推导出唯一正确的公式。不过我知道我的方法很“山寨”,准备写完这篇论文后(也可能连续两篇)再进一步修改原来的论文,真的好想找你帮忙或者合作共同完成。

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 [17楼]  作者:拜建军  发表时间: 2009/07/09 17:46 

什么“超弦理论之类”, 简直比相对论还要荒唐!此论点有不惧权威的豪气!支持---
1,“超弦理论之类”,自己也不知道自己只是一个数学模型,还是一个引力理论!我们所看到的是其同引力量子化的目标,相反越来越远!
2,引力质量”与“惯性质量”在引力场中的增减关系冋题还要进一步探讨中,沿袭现代物理书本上的既定模式,好像是没有出路的!这就提醒世人,电磁辐射正比关系,显然不适用于引力相互作用与辐射机理!“质量”的动力学理论有迹象显示 ,“引力质量”与“惯性质量”应是具有与速度或频率成复合函数对应关系的倾向,但可以肯定的是与相对论性质量无关。
[楼主]  [18楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2009/07/09 18:53 

    事实上,我现在已经解决的只是“电磁质量”与“惯性质量”同步增加的严格证明,目前正陷于“引力质量”与“惯性质量”的矛盾之中,因为前者可以假定电子是在以太密度均匀的匀强电场中被加速的,在以太密度不均匀的引力场中加速过程“质增”规律如何还难以推断,这是因为在这里我无法再用“以太物质含量的多少”来定义质量,可能在这篇论文中不得不放弃关于“引力质量”与“惯性质量”是否相等的证明。

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[楼主]  [19楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/17 19:49 

    顶上去!还是看看粒子论者们如何反驳?

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相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [20楼]  作者:张崇安  发表时间: 2010/10/18 07:53 

岳泉:初看一下,你的问题很多。
1)光速常数究竟是龙卷风速度还是以太中的光传播速度?龙卷风的波长、频率如何描述?
2)规则间隔的群列波数学上与以太波相近,但由于群列波是矢量,光源和观测者变时,波的速度变,频率变,波长不变,正是你主帖的问题,所以你实际已经偷偷使用粒群波,因为龙卷风的速度不可能与以太光速叠加,大海行船速度能与船激发的水波速度叠加吗?不能!二者风马牛不相及。所以你声称用以太波,实际上你用的是粒群波。
3)对于黑体辐射,用光粒群波比用以太更好,因为普郎克常数是单个亚光子动能的4倍,可是你的以太子质量远远小于10^-51千克,你又如何解释现代量子力学以普郎克能量子为最小单位?
4)关于你普郎克常数与所谓“观测者静止以太”有关的说法,那完全是粒群波矢量合成现象,并非常数变,而是速度变化的导致。这种变化在以太说里很勉强,因为龙卷风激发的光波与龙卷风关系是:波长、频率变,波速不变。
5)你还得回答:龙卷风能不能带着以太跑?如果能,那你的龙卷风范围很大还是龙卷风吗?如果不能,你的龙卷风速度是不能与以太光速合成的,变化的依然是波长。
 [21楼]  作者:张崇安  发表时间: 2010/10/18 08:40 

你的标题就不通,什么“普郎克常数只适合静止以太观测者”,难道常数与观测者有关?
联想以太下的多普勒效应解释,当光源或观测者运动时,变化的只能是波长,你却使用速度合成,表明你还没有吃准以太。
我的文章2003年就阐述过“介质整体运动的波动方程”,而你现在用的龙卷风、波速与源速观测者速度的矢量合成,究其实质属于介质整体运动的波动方程,可是你忘了一点:水、空气是局部介质,以太是吗?水空气能整体运动,以太能吗?
作为光媒介的以太必须有极高的弹性和神奇的渗透能力,它能够自由进出原子,由于它的弹性,才能被电子激发产生波,如果以太能被带动,还能轻易被激发形成波?还有弹性吗?
你必须首先把物理场景吃清,然后再动用数学,否则你的复杂数学就会脱离物理实在,大道至简,你数学计算搞那么复杂是不是故意蒙人让看不懂?哈哈!
[楼主]  [22楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/18 20:04 

对【20楼】说:

    你说电子、质子的运动速度是多少?这就是龙卷风移动速度与声速的关系,龙卷风速永远也不可能超过声速。我的光波是一种脉冲挤压波,每一颗以太微粒的脉冲距离远小于10-30cm,脉冲造成的真空立即由周边以太围过来形成一个疏-密波阵面,这个以光速运动的波阵面前后距离就是一个波长,孤波光子的能量就与这个波形成的时间成反比,再如何证明计算普朗克常数就可想而知了。当脉冲孤波形成的时间足够短时,周围的以太来不及弥补脉冲造成的波尾真空,于是波前的以太向后偏转而形一个旋波,这就是电子形成的基本原理,精细结构就是这其中的一个空穴宽度。知道了龙卷风的威力也就自然明白电磁力与核力的原理了,知道船为什么不能两条并行吗?以太介质与普通宏观介质的根本区别是以太微粒没有内部结构,一个疏-密脉冲可以形成明确的分界面而无任何能量热损耗,只有波阵面上极微少的随机扩散而导致“宇宙红移”。

    其它问题我相信不需要我再回答了。


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 [23楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2010/10/18 20:22 

老刘,你的主楼推导可能存在不合理性。【在一个与外界相通的平衡系统中,单位时间内流出的能量为N1ν3 ,相同频率流入的能量为N2ν3e-hν/kT,由系统内与环境流入并产生共振的能量为N1ν3e-hν/kT,这样,我们就可以直接得到普朗克黑体辐射公式﹕N2ν3/(ehν/kT-1)。】

这么快就推导出来了,这凑得也太直接了。比爱因斯坦的受激辐射理论凑得还直接。

热平衡下,只有辐射场跟谐振子发生能量交换。交换的能量相等。你这种推导方法明显不合理。

我有一篇吴大猷的《量子论与原子结构》维恩、瑞丽、普朗克详细推导公式都有。

我不应该给你加精,但是发现许多加精贴比你还烂,因此加就加了,不管了。



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天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。
[楼主]  [24楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/18 20:42 

对【21楼】说:

    你说“真空”中的介电常数与观测者有关吗?我告诉你﹕事实上有关!正因为有关才会有光速与运动观测者有速度的矢量关系,否则你用什么去质疑相对论?所以普郎克常数与光速一样,只在静止以太中才有意义,但这并不防碍运动观测者以所测得的光波频率作为其“相对能量”的计算依据。

    计算行星轨道的近日点进动,用的全部是牛顿平方反比力的摄动。我以太论对平方反比力的修正仅只有简单的一项,而我现在计算的摄动力则至少要计算十万项!至于为什么,你不懂天体力学是肯定不明白的,我曾经以为计算上百项就够了,结果计算到千多项还永远不够,现在计算的实际是一个五重矩阵展开式。

    计算原子光谱精细能级结构,很多人已经注意到了与天体摄动计算数据很相似。重正化量子电动力学计算质子半径已经遭遇灭顶之灾,精细结构常数的计算也不是它的专利,这就是我的以太论必须解决的问题,里面的计算问题有多复杂也就可想而知了。至于别人看不看得懂是一回事,只要我能计算出来并与观测结果一致,那么我的理论是迟早会被主流接受的。


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我不反相对论,因为它整个就是一堆垃圾!例如﹕狄拉克推导正电子的“相对论”方法、计算原子光谱精细能级分裂的拟合“公式”等等等等
 [25楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2010/10/18 20:44 

大道至简,你数学计算搞那么复杂是不是故意蒙人让看不懂?
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刘岳泉这些已经是比较简单的了,跟爱因斯坦的受激辐射理论一样简单。
黑体辐射的相关理论比这复杂多了。我看了至少几十遍根据多篇资料才把黑体辐射理论概述得这么简单。还有一个单位体积,单位频率驻波模式数的推导没有写出来呢,还有其他的公式呢。你要全看懂,至少上百遍。

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天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。
[楼主]  [26楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/18 21:04 

对【23楼】说:

    普朗克的“内插法”才是名符其实的拼凑结果,我这其实就是爱因斯坦提出的方法(因为我找不到原出处了所以没介绍)。这个主帖的关键是证明了谐振子的能量与ν3 成正比(爱因斯坦没证明),而瑞利和普朗克证明的平方正比是根本错误的!我认为爱因斯坦只有这个点子才是正确的,而我对他其它的东西则基本都是持否定态度。

    当然,我的计算和证明都是相当粗糙的,决不能以此主帖的表述为依据。


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 [27楼]  作者:张崇安  发表时间: 2010/10/18 21:33 

老刘:我感觉你的龙卷风比我的粒群波还可笑!
还是充实自己,要符合实验,数学当然也要严格,百炼成钢!盼望你能够成熟你的理论并能在主流杂志发表文章,不要太贪大,那怕是一小点,只要是真的就行。
[楼主]  [28楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/18 21:57 

对【27楼】说:
    我贪的就是大,而且要把所有相关问题都要解决好并与实验结果高度一致,否则任何一个细小问题都会使整个理论“在阴沟里翻船”。我宁愿不发表任何论文也决不能使我的理论出错,上次的“初稿”就是没有精确计算电子磁矩与精细结构常数的对应关系,等我重新计算出来后让你见识什么才叫“还可笑”。

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相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
[楼主]  [29楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/18 22:22 

对【25楼】说:
    这是你自己概括整理出来的呀,还是很不错的,因为历史上的量子概念正来源与此。瑞利的证明方法是对的,但假设频率的平方正比是错误的,而普朗克的量子假设根本就不符合黑体辐射实际上是连续分布的客观事实。我的立方正比也恰恰与麦克斯韦速度分布式是一致的,维恩则没有证明系数的频率与速度成正比、而指数的频率却与速度的平方成正比。

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相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
 [30楼]  作者:__hegel  发表时间: 2010/10/18 22:37 

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