简析电子速增与质增的关系

如果坚持能量守恒定律，那么，一对光子转换成一对电子，光能就全部转变成了电子能。
设定单位场能为能量的基本单位，并假定1单位能量包含1单位质量。这样在整个物理学中，任何形式的能量都包含对应的质量。能量守恒，质量也守恒。

1、光转变为电子
光(子)的能量
E=hν=hc0/λ
h-普郎克常数；
ν-光波频率；
λ-光波波长；
c0-真空中光速。
光的能量属于场的波动能量。光实质上还是波，只不过是光被吸收时转化成一份能量。也就是说，由于波动，光的能量只能是被一份一份地吸收，只能是一个整波或半波的吸收(半波损失)。
光转变成电子，电子的能量就等于对应光波的能量。
电子能量Ee:
Ee=hν=hc0/λ

假定电子能量Ee是电子动能(质能)Eed与电子电磁能Eec之和，即
Ee=Eed+Eec
并假定电子动能(质能)Eed等于电子电磁能Eec。
Eed=Eec
于是有，
Ee=2Eed ....................................(1)

2、电子的动能(质能)Eed
(1)、电子平动动能
Eep=(1/2)mV^2

(2)、电子旋转(自旋)动能
Eez=(1/5)m(rω)^2
m-电子质量；
r-电子半径；
ω-电子自旋角速度。
（注：这里假定电子是个标准球体。）

(3)、运动电子总动能Eed
刚体一般平面运动的动能等于刚体的平动动能与转动动能之和：
Ek=(1/2)mV^2+(1/2)Iω^2
I-刚体转动惯量；
ω-刚体角速度。
实心球体的转动惯量
I=(2/5) mr^2
对于电子球，电子总动能
Eed=Eep+Eez=(1/2)mV^2+(1/5)m(rω)^2
即
Eed=(1/2)mV^2+(1/5)m(rω)^2 ......(2)

电子的转动惯量Ie
Ie=(2/5) mr^2

3、电子的质能关系
由式(1)和(2)
Ee=2Eed
得
Ee=mV^2+(2/5)m(rω)^2
假设U是电子表面旋转的线速度，
U=rω
于是
Ee=mV^2+(2/5)mU^2
分析，假定电子上任意一点的线速度均不大于光速c0。设定电子表面的最大线速度为c0。
于是有
c0=V+U
U=c0-V
得
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^2 ..................(3)
当电子的速度达到光速时，即，V=c0时，电子转变为光。
Ee=mc0^2 .......................................(4)
式(4),即为电子的质能关系式。
可见并没用相对论，也可推导出一个电子的质能关系来。只是有一个前提假定条件，认为电子的电磁能等于电子的动能，由此，电子的总能量等于电子总动能的2倍。

4、电子的加速
电子不可能无缘无故的发生加速，电子的加速说明电子的能量得到了增加。而电子的能量和速度都不可能无限增加。当电子加速到光速时，电子也就变成了光。所以光速是电子速度的上限。
再说电子的质量，由单位场能的定义及扩展，1单位能量总包含1单位的质量。我们说，当电子的速度增加时，电子的能量也增加，同时，电子的质量也对应增加。

(1)、电子平动速度增加，自旋速度对应降低
根据式(3)，
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^2
当电子的平动速度V增加，对应电子的旋转(自旋)速度就必须降低，否则，电子的外层就会达到光速而被甩出去。当电子的罪核心部分也达到了光速，那么，整个电子也就全部变成了光。从这个意义上，电子吸收光，是对光的制动。
因为电子表层的自旋线速度U
U=c0-V
当电子的平动速度增大，必然要求自旋线速度U对应降低，或者说电子加速导致发生光辐射。因为电子表层达到了光速，自然要辐射出光。
如果电子的半径r保持不变，那么，电子获得能量，电子密实度增加，电子失去能量，电子的密实度降低。
一般把电子看成是一个带电的球形的颗粒，且认为其表面赤道上的最大线速度几乎接近光速。

当电子的最核心部分也达到了光速，那么，整个电子也就全部变成了光。从这个意义上，电子吸收光，是对光的制动。

(2)、电子速度增加，电子质量对应增加
如果认为电子速度增加，对应电子的能量也增加，那么，所增加的这份能量就包含了一定的质量，由此，电子的质量也必然增加。所以，电子速度增加是能量增加的结果，而电子能量的增加就把这份能量对应携带的质量添加到了电子的内部，电子的能量当然要对应增加。
我们所说的能量总是携带有质量的能量，没有不带质量的能量，也没有不带能量的质量。

下面分析，电子速度增量△V与质量增量△m的关系。
△V=V-V0
△m=m-m0
Ee=Ee0+△Ee

根据式(3)，
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^23
Ee=m[V^2+(2/5)(c0-V)^2]
Ee=(m0+△m)[V^2+(2/5)(c0-V)^2]
(m0+△m)=Ee/[V^2+(2/5)(c0-V)^2]
得
△m=Ee/[V^2+(2/5)(c0-V)^2]-m0 ..................(5)
式(5)，即为电子的质速关系式。

令
β=V/c0
△m=Ee/[c0^2(β^2+(2/5)(1-β)^2)]-m0
由
Ee=Ee0+△Ee
即
△m=(Ee0+△Ee)/[c0^2(β^2+(2/5)(1-β)^2)]-m0 ............(6)
其中，β=V/c0
式(6)，即为电子质能增量关系式。

(3)、电子质量增加的极限
根据式(5)及Ee=Ee0+△Ee，有
△m=(Ee0+△Ee)/[V^2+(2/5)(c0-V)^2]-m0
当电子平动速度达到光速，即，V=c0时，有
△m=(Ee0+△Ee)/c0^2-m0
如果电子的半径r保持不变，当电子的速度增加，对应电子的能量增加，同时电子的质量也对应增加，由此电子的质量密度也增大。
如果认为电子的密度可无限增大，那么，电子就将变成一个黑洞。但是，当电子的速度增大到光速时，电子转换成了光，而并没有变成黑洞，由此说，即便电子的速度增加到了光速，电子也不能变成黑洞。
既然电子没有因为速度的增加成为黑洞，那么，很显然，电子的密度也不是无限大。因此，电子的质量就只能是个有限的数。电子达到了光速，电子的质量也不过是一个光子的质量而已。
不存在质量无限大的光子，也就不存在质量无限大的电子。

电子接近光速时，电子的动质量会接近无限大，这个相对论的观点是完全荒谬的，是没有任何实证根据的。其等于告诉人们，要么，人们可见到一个比地球还大的电子，要么，出现电子塌缩了的黑洞，而这两者都是不可理喻的。

(4)、电子在加速过程中能量的吸收与释放
电子吸收能量是加速的前提，电子释放能量是继续加速前进的依据。电子不可能背上沉重的包袱继续加速前行的。
在电子的加速过程中，电子一方面吸收电磁波的推动能量，另一方面又不断地释放出电磁波，以减轻电子自身的质量。由此，电子在保持半径和质量基本恒定的情况下，通过不断地用高速态电子物替换出低速态的电子物使得电子的速度获得增加，这就是电子的基本加速过程。

随着电子的不断加速，表现在电子的移动速度加快，而电子的自旋速度要相应降低。
这是从关系式(3)，
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^2
中体现出来的，其中电子自旋线速度U=c0-V。
也就是说，一方面由于电子移动速度V的增加和对应电子质量m的增大，电子本身的自旋会导致一部分电子表层的物质由于电子的膨胀，要被甩掉。
也可把电子看成是一个蜗旋球，那些蜗旋角速度较高的，由于电子移动速度的增加，使得这部分电子物的速度达到了光速，于是只能被甩出去，变成为光或电磁辐射。由此使得那些蜗旋角速度相对较低的部分被保留下来，以适应电子整体移动速度的提高。
同样从(3)式中，还可看出，前一项代表移动动能部分，后一项代表自旋动能部分。两者的比例系数是等的，前一项的比例系数为1，后一项的比例系数是2/5，正是这个差别，使得电子才有移动速度提高的余地，也是电子可获得加速的依据。
将(3)式，转换为如下形式：
Ee=mc0^2(β^2+(2/5)(1-β)^2) ..................(7)
其中，β=V/c0
当电子的移动速度V趋向于c0时，
即V→c0，有
β^2→1，(1-β)^2→0
对应的移动动能增加，而自旋动能减小并且接近于0。
其表明电子原有的自旋速度已经不能适应移动速度提高的状态了，只有调整到新的自旋角速度较低的状态上，才能适应更高的移动速度的要求。而这种适应是以甩出自旋角速度较高的部分为代价的。
也就是说，电子移动速度的提高是以释放出电子自旋中蜗旋速度较高的部分为依据的。
这更加说明相对论的荒谬，电子本身在加速的过程中，能量和质量的增加都是有限的，而认为电子速度接近光速时电子的能量和质量会接近无限大，这个观念不过是一个肥皂泡而已。

5、再析电子速增与质增的关系

假定在加速过程中电子的半径r及体积Vb均保持不变。
由电子能量公式：
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^2
当电子的平移速度为0，即，V=0时，静态电子的能量为。
Ee0=(2/5)m0c0^2
当电子的平移速度达到光速时，即，V=c0时，电子转变为光。
Ee2=m2c0^2

假定电子物质密度ρ是电子平移速度的函数：
ρ=ρ0(1+(V/c0)^2)
ρ0—静态电子物质密度；
ρ—电子物质密度。
这样，当电子的速度V=0时，
ρ=ρ0
ρ0=m0/Vb
这样，当电子的速度V=c0时，
ρ=2ρ0
ρ=2m0/Vb

[注：
ρ=m/Vb
Vb—电子球体积。]

因
△m=m2-m0
m2=2m0
显然
△m=m2-m0=2m0-m0=m0
即，当电子平移速度V从，V=0增加到V=c0时，电子质量的增加△m是电子静态质量m0的1倍。
△m=m0
也就是说，在这些假定的基础上，电子的质量增量是一个有限数，并且当电子从静止达到光速，其质量增加仅仅只有电子静态质量的1倍。或者说，电子即便达到了光速，电子的动态质量也不过是其静态质量的2倍。

这种观点，既否定了牛顿力学中物质加速过程中质量保持不变的假设，也否定了相对论中物体加速过程中质量可无限增加的荒谬。

依然根据电子能量公式：
Ee=mV^2+(2/5)m(c0-V)^2

△Ee=Ee2-Ee1
△Ee=Ee2-Ee1=[m2V2^2+(2/5)m(c0-V2)^2]-[m1V1^2+(2/5)m1(c0-V1)^2]
假定V=0增加到V=c0时，
△Ee=Ee2-Ee0=m2c0^2-(2/5)m0c0^2
由m2=2m0，得
△Ee=Ee2-Ee0=(8/5)m0c0^2=4×(2/5)m0c0^2=4Ee0
该式说明电子从低速达到最高光速，所吸取的有效能量也是个有限量，该能量增量只是静态电子能量的4倍。
而达到光速的电子的能量
Ee2=2m0c0^2=5×(2/5)m0c0^2=5Ee0
即，达到光速的电子的能量仅仅是静态电子能量的5倍。

附加：

对季灏实验的一点评述
按照上面在“电子在加速过程中能量的吸收与释放”一节中的论述，可认为不管电子的速度的高低，电子的能量的大小基本是在一个很有限的范围内的大致保持稳定的一个变量。也就是说，当电子的移动速度提高了，电子的自旋角速度就对应降低了，由此维持电子的稳定及电子上任何一点的线速度都不超过光速，另一方面是电子的质量也是基本保持在一个较小区间内的变量。

电子的高速与低速主要不同的，不是电子的能量和质量，而是电子所包含物质的能态和速度状态高低的不同。电子的加速不过是高速、高能态对低速、低能态的物质的替换或转换过程而已。
如果从根本上理解了这一点，那么，对于深刻理解季灏实验的实质，将是有益的，而且也就不会感到过分意外了。
也就是说，既然高速电子与低速电子的能量和质量差别本身就不大，那么，测量到的热量自然及温度也就应当基本相当。