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沈建其博士解释量热法实验的最大的错误在于他无视静电感应的电极化规律
[楼主] 作者:qapin  发表时间:2011/11/01 14:57
点击:1736次

沈建其博士解释量热法实验的最大的错误在于他无视静电感应的电极化规律沈建其博士用错误的电容公式算小子铅靶的电容,他得到三千万伏的铅靶电压,还说后来射向铅靶的电子束会被排斥回去了。但他的最大的错误不在此,而在于博士把铅靶当成孤立物体。无论是按孤立球还是按孤立圆柱体或其他孤立形状来处理,都是违背事实的。铅靶四周有真空的外壳以及为防止电子从铅靶流向地表的绝缘材料层,当铅靶电势升到对地表电势负几万伏的时候,真空外壳和绝缘层就会被静电极化,形成正电荷的内表面层包围着铅靶,使铅靶对外界作用的有效负电荷大大降低。决不可能把后射来的电子束流排斥回去。注意沈建其的3千万伏的负电压不仅有电极化还可能会电击穿。孤立物体的电势是对无穷远处的零电势而言,非孤立物体的电势就是对地表而言。实际的量热法实验的铅靶离地面不会超过百米吧?我不去猜了,请季先生说吧!
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 [2楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/11/01 15:19 

再说句非题外话,季灏先生应该把自己的实验描述得更清楚详细,免得别人去猜测。详细介绍一个实验並不难,何况你手下有个研究所。需参考样板的话请看szshanshan摶客中新贴出的陈老師和清华大学四个老師的合作论文《实验发现水的重量随温度变化》。 http://blog.sina.com.cn/u/2252536722>我曾做过实验员,知道实验細节的重要性。教授们有时会忽略细节,但多写几个子别人就免去了多日的猜测,何乐而不为。
 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/02 14:59 

对【2楼】说:

1,    孤立球的电容为C = 4πε0R,你用错了公式将电容算小一个数量级;

-------

SHEN RE: 这你对,的确要考虑4*pi,这样我的数据都要缩小4*pi. 由于平时接触高斯制,我把国际单位制与高斯制弄混了。

 

 

2,    非孤立球例如铅球R1外面还有一个球R2(量热法实验外壳)C = 4πε0R1 R2/R2-R1),由于R2/R2-R1)大于1,电容又算小了;

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SHEN RE: 这个一点也不受影响。因为R2远大于R1, 所以R2/R2-R1)就很接近于1. R1只有一两厘米(铅台体积只有几个立方厘米)。

 

 

3,    非真空的电容要在真空介电系数ε0再乘一个大于1的相对介电系数εr 特别是将铅台与底座隔离的绝缘介质不可能很厚,εr又远大于1的话,电容更会算小很多。因为你算出的电容值比实际值小了很多,导致你算出静电能比总能还大。你不反省一下自己错在即里,还得意洋洋地说别人幼稚。

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SHEN RE: 与“隔离的绝缘介质”无关。只要考虑金属的介电系数即可。

前面我们默认为金属的介电系数与真空一样。其实,金属作为一种离子的等离子体,其相对介电系数一般总是小于1的,即介电系数小于真空介电系数(只有绝缘体电介质的介电系数,才大于真空介电系数)。所以,实际的静电能比季灏所计算的6.4焦耳还要大。我认为可能大部分动能转化为了静电能。

 [4楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/02 17:58 

沈先生:我认为szshanshan先生讲得对。因为如果用你说的R2远大于R1, 所以R2/(R2-R1)就很接近于1.这样还是电容为C = 4πε0R,你的金属作为一种离子的等离子体,相对介电系数一般总是小于1。你对电容的概念搞错误了。实际上 孤立球的静电能很多书上都直接计算。和电容为C = 4πε0R完全一样。
 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/02 18:40 

季先生,如果是“孤立球的静电能”,那么必须要使用它的介电系数来计算。
除非是作为一个习题中的简单模型,那么直接用真空介电系数。但如果是实际的情形,必须要使用金属本身的介电系数,这是没有什么好争论的。



至于姗姗第二条(关于R2半径)就没有什么帮助,因为:R2远大于R1, 所以姗姗的R2/(R2-R1)就很接近于1.这样还是电容为C = 4πε0R。姗姗想通过使用R2/(R2-R1)这个因子来降低静电能,无法办到。
 [6楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/03 07:25 

沈先生:你说,凡是电容器,其介电系数都是采用材质本身的介电系数,不用真空介电系数。那么我请教你二金属平行 电容器它的介电系数用什么。
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/03 13:59 

二金属平行 电容器,内部大部分空间为真空,当然用真空介电系数。
金属电容器,内部为金属材质,要用材质介电系数,除非你是金属球壳电容器。
 [8楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/03 17:26 

那就对了,所以你找不到金属的介电系数。
 [9楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/03 18:21 

对【8楼】说:
金属的介电系数,是有的,只不过它是频率的函数。书上有不少金属的介电系数,只是其也有虚部,对虚部如何处理,是一个麻烦。
 [10楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/04 09:46 

请处理好再发表观点,否则等于没有说。请你把你的东西给你的学生或你的同事看看。
 [11楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/04 09:47 

请处理好再发表观点,否则等于没有说。请你把你的东西给你的学生或你的同事看看。
 [12楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/11/04 14:33 

对【3楼】说:

SHEN RE: 与“隔离的绝缘介质”无关。只要考虑金属的介电系数即可。

szshanshan Re:沈博士,电容怎么与隔离两金属的绝缘介质无关呢?这是一个典型平板电容,介质的介电系数比空气的大很多,此平板电容使得真空外壳与铅台靶的距离大大减小(计算电容两板间距离要算最小距离)。而且静电极化主要发生在此介质上。介质与铅靶接触的表面产生大量的正电荷抵消铅靶上的电子的负电荷的对外作用。介质与金属底版的接触面则产生大量的极化负电荷,使金属外壳上因静电极化有大量的正电荷。它们大量地抵消铅靶上的负电荷的作用。这正是qapin说的静电极化使铅靶的等效电荷大大减小。季先生将实验用绝缘介质的面积、厚度和所用材料公布出来,一算就清楚了。

 [13楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/07 15:08 

对【12楼】说:
你所说的这些效应,全部可以忽略不计。电荷都积聚在铅台表面,就这么一个尺寸为一两厘米的金属铅电容器。其他外壳和绝缘介质,产生的静电能,都是微不足道的(都远小于金属铅电容器的静电能)。
 [14楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/07 15:13 

对【11楼】说:

很好处理。虚部转化为热能,实部转化为静电能。介电系数实部小于1,故而静电能比上面你们几位算的要大。因此,静电能可能占据了电子能量的主要部分。

 

此外,热电偶在高电压下失效,我认为一定要考虑。高压使得热电偶材质电离或者极化,一定影响了热电偶温度计相关参数。

 [15楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/11/07 16:39 

对【13楼】说:
沈博士:你只记得电容的大小正比于面积,忘了两板间的间矩很小时电容可以很大。具体计算时需季先生贴出他所用的绝缘层的厚度和材料。
 [16楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/08 08:05 

szshanshan 先生:您好!
孤立导体的电能量很多书上有,就在沈先生说的郭硕鸿的电动力学57页58页。如果把它当器您说的对。电容会更大。他的学生都会知道。所以我要他问他的学生。
 [17楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/08 11:39 

对【15楼】说:

姗姗想问的是,一个绝缘支架与一个金属体连接在一起,有多少电容吗??

 

无论多么大,于你无补。 你要知道,“一个绝缘支架与一个金属体连接在一起”产生的电容,与原先的金属体本身的电容,是串连在一起的。两个电容串联在一起,总电容更小(两电容串联,总电容小于任何一个电容;两电容并联,总电容大于任何一个电容)。所以,如果你真的要计算,就对我更有利了。

 [18楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/08 13:36 

jqsphy先生:我问你孤立导体球的静电能量是怎么计算的。沈先生说的郭硕鸿的电动力学57页58页是不是错了?
 [19楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/10 13:32 

jqsphy先生:我问你孤立导体球的静电能量是怎么计算的。沈先生说的郭硕鸿的电动力学57页58页是不是错了?
你应该读大学一年级。
 [20楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/10 13:51 

那么你说为什么是那样的形式,就因为郭硕鸿的电动力学57页58页上的公式是那样的?

即使按照真空介电系数计算,静电能对于6MeV和1.6MeV而言,也占四分之一和大部分。况且还有17帖的问题。
 [21楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/10 16:33 

jqsphy先生:请你把郭硕鸿的电动力学57页58页上的公式打出来让大家看。或者你把你的电容公式在那本书上告诉大家,让大家学习。
 [22楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/10 21:21 

我的郭硕鸿的电动力学57页58页上,是讲唯一性问题,我的这本郭硕鸿的电动力学书是新版,全书没有提到电容,大概该内容在新版中删除了。

即使就算郭硕鸿的电动力学书上电容公式(采用真空介电系数)可用,那么静电能对于6MeV和1.6MeV而言,也占四分之一和大部分,老问题还是存在。况且还有17帖的问题。
 [23楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/11 07:31 

沈先生:对我也是郭硕鸿的电动力学书的新版是56,57页上结果就在唯一性问题的上面。
 [24楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/11 07:31 

沈先生:对我也是郭硕鸿的电动力学书的新版是56,57页上结果就在唯一性问题的上面。
 [25楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/12 13:15 

沈先生:首先你的计算公式对不对?你的公式都是自己创造出来的。
 [26楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/14 16:25 

季先生:我的意思是说,用金属介电系数,使得静电能可以更大,你说不能用金属介电系数,只能用真空介电系数,那么静电能对于6MeV和1.6MeV而言,也占四分之一和大部分,老问题还是存在,你又作什么解释呢?


另外,郭硕鸿的电动力学书的56,57页上结果,其实是分布在真空中的电场能之和。而我们这里还要关心金属表面层上的同种电荷之间的静电能。

打一个比方:平行板电容器,一板带正电,一板带负电,那么两块板之间的静电能就是用电容器计算的那个静电能(两块板间分布在真空中的电场能之和),为正,但负电荷平板处于由正电荷平板提供的电势中,这种电势能是负的。但在季灏的金属铅台电容器中,这两个能都是正的。
 [27楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/14 16:38 

请核实,你的热电偶温度仪的使用范围被超出了,所以暂时失常。



此外,郭硕鸿56-57电容器公式,是理想电容器公式,即金属内部电场为零(静电平衡),金属外部为真空(或者空气),他的电容器(以及由此得到的静电能),其实是散布在真空内的电场能量密度之积分,但没有考虑金属界面上的实际情况。
 [28楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/14 16:48 

合肥同步光源的电子轨道半径为2米多,束流强度为0.3安培,有可观的同步辐射。季灏的磁偏转实验轨道只有18厘米左右,是合肥的1/10(因此加速度更大),季灏的束流强度是合肥的4倍(我记得季灏的瓦里安加速器束流强度是1.26A),因此季灏的电子之间的辐射干涉也强。需要考虑辐射损耗,季先生需要检测一下辐射损失。
 [29楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/15 12:13 

沈先生;我实在觉得没有什么和你说,因为你什么都不懂,又好象什么都懂。
 [30楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/11/18 11:04 

沈先生;1,几乎都是18厘米,不等于都是18厘米。季灏实验显示,电子速度的微小变化,随着电子动能变化很小,而不是相对论的动能变化很大。这和牛顿的理论有矛盾吗。2,辐射损耗应该考虑,郭的公式是对的,很多书上有,但你的公式在那本书上?请拿出来。辐射损耗不影响轨道。还有我问你4Mev的电子辐射损耗后怎么从11cm变化到18cm?3,热电偶温度计你可以测量你的温度是否正常。你再这样坚持自己的错误,只能说明余本鲲先生说的只能报以一声叹息!

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