关于季灏的量热实验与Lorentz力致电子圆周运动实验
季灏先生,
您好!
大作拜读。对于您潜心实验的精神我很是钦佩。我是做理论研究的,没有做过类似实验,所以对于实验细节,我提不出意见。但是,我可以提出其他我认为重要的因素(为了全面解释这些实验,这些因素十分重要)。
关于您的“Lorentz力致电子圆周运动实验”,您发现:电子圆周运动半径并没有随着电子能量(MeV及十几MeV以上)增大而增大,而根据相对论,电子圆周运动半径应该基本正比于电子能量(此外,根据牛顿力学,电子圆周运动半径平方应该基本正比于电子能量)。所以,您的实验结果显示与相对论预言并不一致(似乎与牛顿力学也不一致)。
我认为:这里有同步辐射效应需要考虑。做圆周运动的电子,是要发生电磁辐射失去能量的,尤其是对于如此高能量电子(MeV及十几MeV以上),其同步辐射效应非常巨大(目前同步辐射激光在生产生活与科研上均有用途)。对于能量达到一定数值以上的电子做圆周运动,其能量会迅速因加速运动而被辐射掉。降到一定数值,同步辐射变得不再重要,电子才做一定轨道半径的圆周运动,所以这就是您的实验中,电子初时能量无论多大,其圆周半径一直无法增加的原因。
对于您的“量热实验”,您发现:无论电子能量多大(几MeV及十几MeV以上),接受电子的铅体的温度只升高了约0.1摄氏度,而不是根据相对论计算得到的若干摄氏度。您的实验结果显示与相对论预言并不一致,似乎无论电子能量多大(几MeV及十几MeV以上),用来转化为热能的那部分能量总是常数(按照季灏先生的解释,那是因为实验支持了牛顿动能公式mcc/2)。
我认为:这里有韧致辐射等效应要考虑。我们知道,日光灯里,高能电子(其实能量也不高,几百或几千eV而已)打在日光灯壁上,会发生可见光与X光。对于能量为几MeV及十几MeV以上的电子打在金属体上,频繁碰撞过程中,必然要产生大量的X射线与伽马射线。这是必然的。电子逐渐降能,降到一定程度,此时剩下的动能才可以转化为金属的热能。这就是电子能量无论多大(几MeV及十几MeV以上),量热器温度总是上不去的原因,因为电子能量主要用来贡献给所产生的X射线与伽马射线了。
我认为,以上两点是您的实验必须要考虑到的物理因素,甚至它们就占了您的实验中的主要物理贡献。
BEST REGARDS!
SINCERELY,
JQSPHY
2009-9-23