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to沈建其:电磁场动量密度的变化率的两种成分决不可等同视之!必须区别看待!其意义特别重大! 暂且仅以平行板电容器的匀速运动状态的充电过程与恒定电场(充电结束)的加速运动状态两种情形为例;分析在这两种情形中 平行板电容器所携带的电场动量的增量与其所遭受的冲量的性质的区别,得出 在平行板电容器的匀速运动状态的充电过程 超越了动量守恒定律;但没有超越 比动量守恒定律!故而得出结论:只有 比动量才永远守恒!比动量就是单位惯性质量所拥有的动量;或者说 体系的总动量与体系所拥有的惯性质量的比值;当且仅当体系的比动量发生变化时才必须遭受到不等于零的合外力;也就是说 当且仅当体系质心的速度发生更改时才必须遭受到不等于零的合外力;换言之 牛顿第二定律与第一定律相互佐证。对于平行板电容器的匀速运动状态的充电过程虽然增加了体系的总动量,但并没有改变体系质心的速度,所以该体系决不会遭受到不等于零的合外力,此时体系的总动量虽然增加了,却并未伴随别的体系的动量的减少,所以平行板电容器在匀速运动状态的充电过程是创生动量的过程;所创生的动量必将在体系减速时体现出来!其实 也创生了动能;可见 这个论题具有特别重大的理论意义! 平行板电容器的匀速运动状态的充电过程的数学描述: 为了矢量计算更简洁,暂且只考虑速度与电场正好垂直的情形 因为属于匀速充电过程 所以有:dV/dt=0,dE/dt≠0。依据运动电场的动量密度公式[g=εE×μ(V×εE)]有 dg/dt=εdE/dt×μ(V×εE)+εE×μ(V×εdE/dt)={d[ε(E/c)^2]/dt}V=[dm/dt]V;其中 m=ε(E/c)^2 对于恒电场的单纯加速过程 dE/dt=0,dV/dt≠0;dg/dt=εE×μ(dV/dt×εE)=ε(E/c)^2dV/dt=mdV/dt 对于一般的情形则有:dg/dt=εE×μ(dV/dt×εE)+εdE/dt×μ(V×εE)+εE×μ(V×εdE/dt)=mdV/dt+Vdm/dt=d(mV)/dt 但只有体系变速时才必须遭受外力 故而只能有 mgdt=mdV/dt 而不是 mgdt=d(mV)/dt;所以 “速度上限论”遭到挑战! 这个话题的关键:如何证明 在对平行板电容器匀速运动状态进行充电的过程,虽然增加了体系的动量但却并未遭受到外力!也不需要遭受外力! 问题的症结在于:电流(含 位移电流)必须自己看到了磁场(含 动生磁场)才会受到安培力的作用;也就是说必须(位移)电流相对于电场运动才有可能遭受安培力!而平行板电容器在充电过程 平行板之间存在着位移电流(即变化的电通量)但却不存在磁场!尽管与之作相对运动的观察者必将观察到该平行板之间还存在着动生磁场,但若观察者与位移电流相对静止就观察不到动生磁场了!退一步说 即使认为位移电流也与其动生磁场发生作用也属于电容器体系的一种内力;只有外力(即来自于该电容器体系之外的力)才能改变该电容器体系的动量;所以该电容器在充电过程缺少外力!但电容器体系的总动量在其充电过程有所增加!但力学原理要求 力学体系的动量更改必须遭受到外力的作用!这就是问题所在 还奢望建其能对此话题深入思索……因为此话题颇有理论意义?更因为此话题直接冲击着速度上限结论 |