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沈建其用相长干涉辐射解释季灝实验实质上是用错误的公式来凑数据且凑得不自洽
[楼主] 作者:qapin  发表时间:2011/11/26 00:07
点击:3587次

由同步辐射的方向表明陈绍光老師用磁阻尼辐射解释季灝实验比沈建其用相长干涉辐射的解释更合理                           

     季灝先生的电子磁偏转实验本站讨论了几年,前后可能超过了一万帖。各种对季灝实验的解释中,用正统的相对论解释的有:

一,陈绍光老師用的是磁阻尼辐射,发表了正式论文《相对论与牛顿力学能混合应用吗?——兼与季灏先生商榷》,摘要:劳伦斯的电子迴旋加速器工作原理和季灏的高能电子在磁场中偏转实验理论,都是基于罗仑兹力与离心力 m(dv /dt)的完全平衡。本文指出:劳伦斯和季灏都在相对论中混入了牛顿力学的观点,导致他们无法解释自己的实验。按照严格的相对论则还存在平行于电子速度方向的质量变化力 v(dm /dt),用罗仑兹力的法向分量和切向分量分别平衡离心力和质量变化力,能够完美地解释他们的实验结果。同时讨论了同步辐射理论中存在的问题。全文详见http://blog.sina.com.cn/u/2252536722>

二, 沈建其博士用的是相长干涉的加速辐射,现在网上贴着並正在热烈讨论。我认为沈博士的解释表面上符合相对论,实质上是用错误的公式来凑数据。

1,沈博士用的是1965年诺贝尔奖得主 J.Schwinger在1949年和1954年先后得出的同步辐射公式 P γ^ 4 ,再做量子电动力学修正则为 P γ^ 6 ,P=2e^2a^2 / 3c^3是Larmor的辐射功率。

 J. Schwinger, On the Classical Radiation of Accelerated Electrons Phys. Rev. 75, 1912–1925 (1949); The Quantum Correction in the Radiation by Energetic Accelerated Electons, Proc Natl Acad Sci U S A. 40(2) 132–136(1954)

J.Schwinger的公式本身是错误的我稍后再说。但对于Schwinger的公式沈博士也没用好。按量子场论是真空阻尼引起电子的同步辐射,沈博士没讲出任何理由就抛棄 P γ^ 6 ,而选用Schwinger后来放棄了的 P γ^ 4 ,这是明显的凑数据。因为若用 P γ^ 6 则辐射功率比季灏实验的最大充许辐射要大400倍。当然,能凑出数据也行,但沈博士凑得不自洽!

2,沈博士用了加速电子的经典辐射公式后,电子就没有了波动性,从而也就没有电子的相互干涉,更不会有相长干涉的同步辐射。沈博士回答说他指的是辐射出的光子的相长干涉。博士这下就陷入了自相矛盾之中:他先是说相长干涉的条件是电子相互接近到一定距离,可他的电子是经典电子即使接触在一起没有波动性、也不会干涉呀! 而且电子通过经典辐射抛出去了的光子比电子跑得更快,即使有光子间的相长干涉,也不会倒退回来影响电子的。即使有些光子被反射回到发射它电子,但此电子先前己发射完毕,不会再受影响了。若有影响就是沈博士新发现的光子反射回电子的光致电子辐射,辐射规律就不是他所用的公式 P γ^ 4 了。沈博士就又自己证明自己用错了公式。

3,最大的问题是沈博士用的加速辐射,其加速度是沿圆周运动的法线方向,辐射出的光子方向当然会散开,但主要能流密度方向应该在加速度方向的法线方向。若按电子形成的电流圈的磁场方向则发射的光子方向应该垂直于电流圈所在的平面。但事实上的加速辐射方向主要沿电子轨道的切线方向射出光子。

   此加速辐射理论与实验事实不符並不是沈建其个人的错误,而是以J.Schwinger为代表的近代同步辐射理论的错误。尽管Schwinger是诺贝尔奖得主的大科学家,但判断真理的唯一标准是实验。他的同步辐射理论与实验观测事实不符就是错了。Schwinger的错误在于他的1949年和1954年论文沿用了对磁场中的圆周运动是错误的Larmor加速辐射公式。即是说,Schwinger 继承了诺贝尔奖得主劳伦斯的电子迴旋加速器工作原理的错误。两位诺贝尔奖得主的错误都是忽略了电子在磁场中受到的切向的磁阻尼力,即平行于电子速度方向的质量变化力 v(dm /dt),此切向的磁阻尼力才是主要沿切线方向的同步辐射的真正根源。

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 [2楼]  作者:qstt  发表时间: 2011/11/26 19:54 

这个帖子有水平,值得学习研究。
 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/29 19:20 

【【沈回复:我所用的公式,包括J.Schwinger在1949年的同步辐射公式 P γ^ 4,都是完全相对性的,所以,也就是说,已经考虑了你所说的“在平行于电子速度方向的质量变化力 v(dm /dt)”。2011-11-29】】
 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/29 19:22 

对【3楼】说:
【【【沈回复:再做量子电动力学修正则为 P γ^ 6,这需要在更高能条件下考虑。根据不少教材,对于几十到几百MeV的电子,不必要考虑量子电动力学修正。】】
 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/11/29 19:26 

对【4楼】说:

博士这下就陷入了自相矛盾之中:他先是说相长干涉的条件是电子相互接近到一定距离,可他的电子是经典电子即使接触在一起没有波动性、也不会干涉呀! 而且电子通过经典辐射抛出去了的光子比电子跑得更快,即使有光子间的相长干涉,也不会倒退回来影响电子的。即使有些光子被反射回到发射它电子,但此电子先前己发射完毕,不会再受影响了。

【【【沈回复:没有你想得那么复杂。我考虑的是非常简单的东西(是辐射能力的干涉)。打一个比方:计算两个电偶极子的辐射,如果两个电偶极子平行放置,或者反平行放置,这两种情形辐射强度必然不一样,此即辐射能力的干涉。你想得太复杂了,与我的问题无干。】】】

 [6楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/01 13:35 

qapin先生:您好!我已经给陈教授写了信,内容是:陈教授:您好!今天又看到qapin在西陆发的帖说按照严格的相对论则还存在平行于电子速度方向的质量变化力 v(dm /dt),用罗仑兹力的法向分量和切向分量分别平衡离心力和质量变化力,这个在电场中肯定是有的,但在只有磁场的时候就没有 v(dm /dt)项。这个可以证明。美国的余平博士首先发现。我是很希望有这项,直接得到罗仑兹力(理论值)是随着速度的增加而变小的结果。所以在前沿科学上发表的文章中就没有这样做,前沿科学上的文章是回答陈教授的。而用了另外的证明方法。季灏
 [7楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/12/01 14:44 

对【4楼】说:
【【【沈回复:再做量子电动力学修正则为 P γ^ 6,这需要在更高能条件下考虑。根据不少教材,对于几十到几百MeV的电子,不必要考虑量子电动力学修正。----------------------------------------------------------------------------              沈博士:你的这帖使我感到吃惊你难道连量子物理与经典物理的区别在哪里的入门知识都不知道吗量子电动力学需要高能条件吗?   量子电动力学最得意之作是对Lamb移动和反常磁矩的解释,这都是在低能领域,许多实用的量子效应如激光和SQUID等也都是低能下的应用。Schwinger1954年对自已1949年的经典辐射公式的量子电动力学修正,只是用了普郎克常数和真空涨落概念,其适用的能量范围与1949年的经典辐射公式完全一样。怎会出现高能、低能之分呢量子理论只是用涨落真空的阻尼来揭示加速辐射的本质而已。你竟认为经典辐射P γ^ 4适用于低能,量子电动力学修正后P γ^ 6适用于高能。这会是一个物理学博士的水平吗?    当然,我决不怀疑沈博士的学历和学识水平,我怀疑沈先生的这个帖是让别人代笔写的。但此论坛中几乎人人都是沈先生的“政”敌,谁会代笔呢? 先排除公开崇拜沈先生的朱先生的代笔嫌疑,因为朱先生的水平不低,不会连入门的量子电动力学的知识都不知道。剩下的就只能是暗中结盟的程稳平的代笔嫌疑最大,也只有这个要在迈-莫实验中加入金属尺测波长的菜鸟才能闹出这种笑话。不知我分柝得对不对?
[楼主]  [8楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 12:13 

对【6楼】说:

季先生:

    你给陈老師的信收到。但没有余平博士的证明的具体内容。请把余平博士的证明贴出来让大家评判吧!

[楼主]  [9楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 12:31 

对【3楼】说:

【【沈回复:我所用的公式,包括J.Schwinger在1949年的同步辐射公式 P γ^ 4,都是完全相对性的,所以,也就是说,已经考虑了你所说的“在平行于电子速度方向的质量变化力 v(dm /dt)”。2011-11-29】】

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 Qapin回复

1,J.Schwinger在1949年的同步辐射公式 P γ^ 4 是用了相对论,但未用量子论。Schwinger自已也说是经典辐射。

2,J.Schwinger在1949年和1954年推导出的同步辐射公式 P γ^ 4 和P γ^ 6时用了劳伦斯的错误的"磁偏转的洛伦兹

力与离力的平衡公式为基础,使得Schwinger的同步辐射公式也是错误的。

 [10楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/02 14:39 

qapin 先生:您好!我不想把别人随便牵连。文章也已经发给陈教授。如果陈教授认为在纯磁场中v(dm /dt)不等于0,可以证明给大家看。
[楼主]  [11楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 16:09 

对【10楼】说:

季先生:

    你11月26日发给陈老師的信的内容,与你在网上公布的完全一样。你今天剛才发的内容,只有余平博士对你的实验赞扬的话,没有你所说的“但在只有磁场的时候就没有 v(dm /dt)项”余平的证明。你不愿公开,我也不贴出来了。

     证明磁场中 v(dm /dt)不等于零,陈老師在与你商榷的论文《相对论与牛顿力学能混合应用吗?》己写得很清楚了,你再仔细看看。若找不到了我发给你的原文,在 http://blog.sina.com.cn/u/2252536722> 中还可下载。

   证明磁场中 v(dm /dt)不等于零是很简单的。你和劳伦斯用的‘电子在磁场中的洛伦兹力与电子圆周运动的离心力完全相等的’平衡公式,是错误的。

   大家会奇怪,这个中学就学过的而且高考题中都有的公式,怎么会错了呢?而且诺贝尔奖得主劳伦斯也会错吗? 我反问一个问题,当向心的洛伦兹力与离心力完全相等,电子受的合力为零,必将沿切线飞出去,还能保持圆周运动吗?

    还是仔细看陈老師的原文吧!我不可能比老師说的更清楚。

[楼主]  [12楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 16:46 

对【5楼】说:

沈博士:

 你的“辐射能力的干涉”是个新名词,我很难理解。我理解的干涉无论是电子波的干涉、电磁波的干涉和水波的干涉都是自然现象,是由物质的自 身的特性。你的辐射能力是人们对辐射现象的评估或描述,对同一个辐射例如伽玛辐射,有人评估其能力强是从穿透性,有人从照射强度或能流大小评估其能力弱,因为辐射能力是个因人而异的东西,能力的干涉就没有客观基础。所以,我对“辐射能力的干涉无法认同。

 [13楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/02 18:03 

qapin 先生:您好!在 http://blog.sina.com.cn/u/2252536722 中根本看不清楚。和与我商榷的论文《相对论与牛顿力学能混合应用吗?》可能不同。希望能帖出来大家研究。
[楼主]  [14楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 23:26 

对【13楼】说:
           相对论与牛顿力学能混合应用吗?           

                     ——兼与季灏先生商榷                

                       陈绍光(江西省科学院) 

摘要:劳伦斯的电子迴旋加速器工作原理和季灏的高能电子在磁场中偏转实验理论,都是基于罗仑兹力与离心力mdv /dt的完全平衡。本文指出:劳伦斯和季灏都在相对论中混入了牛顿力学的观点,导致他们无法解释自己的实验。按照严格的相对论则还存在平行于电子速度方向的质量变化力vdm /dt),用罗仑兹力的法向分量和切向分量分别平衡离心力和质量变化力,能够完美地解释他们的实验结果。同时讨论了同步辐射理论中存在的问题。

关键词:电子迴旋加速器,磁偏转,罗仑兹力切向分量,同步辐射。   

   1939年诺贝尔得主劳伦斯教授的电子迴旋加速器工作原理是众所熟知的。季灏先生的高能电子在磁场中偏转的两个实验的论文[1][2]引起了不少关注。季先生的这两个实验用了相同的指导理论和装置,其装置如同半边的电子迴旋加速器。作者将季先生较晚的论文[2]电子迴旋加速器原理一起讨论。 

一,季灏先生的实验结果不符合其理论预期季灏先生给出的矢量公式:    

          d(mv)/dt = - e v × B               (1)

       m = m0 [1- (v2/c2)]-1/2               (2)

是相对论力学的。指导季灏先生实验的理论公式为

        mv2/R= evB                      (3)

公式(3)是从公式(1)推导出来的。由普适的数学微分公式  

      d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt)

季先生从公式(1)得到公式(3)用了牛顿力学的质量不变的假定dm/dt=0,才有:

    d (mv) / dt = m (dv/dt)= m a = m v 2/R 

从质速关系式(2)以及质能关系E = mc2得出的表1是相对论力学的。但从式(3)得出的表2却是混入了牛顿力学公式。季先生实际测得的相对论电子能量和圆半径的对应关系如表3,与他的理论预期表2完全不相符合。

1  各种电子能量速度对照表

能量E(MeV)201612964
速度(c0.99970.99950.99920.99860.99690.9908

2  0.121T电子能量——圆周半径理论值关系

能量E(MeV)201612964
半径Rcm554433251711

    

 3    0.121T电子能量——圆半径实测值关系
能量E(MeV)201612964
半径Rcm181818181818

二,迴旋加速器的工作原理与运行状态不符 

劳伦斯教授发明的电子迴旋加速器由两个D形盒组成。两盒间的电位差为U,间隙中的微波加速电场对应于季先生实验的瓦里安2300C/D直线加速器内的微波行波电场。迴旋加速器内的磁感应强度B的圆形磁场对应于季先生实验的半圆形偏转磁场。

 

1932年劳伦斯和利文斯顿设计的回旋加速的工作原理:电子电荷为e,质量为m,第1圈加速的电场力做的功等于电子获得的动能:eU = (1/2)mv12,电子在磁场中受的罗仑兹力与离心力平衡:ev1B = mv12/r1。求得:r1= (2mU/e B2)1/2。同样,求得转第2圈后电子的轨道半径:r2=(4mU/e B2)1/2,……转n圈和n+1圈后rn=(2nmU/e B2)1/2rn+1=[2(n+1)mU/e B2 ]1/2rn+1/rn= [(n+1/n]1/2 , r2/r1=1.4/1。电子从速度为零开始加速,其轨道半径r逐步增大呈螺旋状运动。到50圈时rn+1/rn=1.01,500圈时rn+1/rn=1.001,轨道间愈来愈逐于重合。上述计算中用了近似:忽略相邻两圈间电子质量的变化。

 

更严格的计算为:迴旋加速器工作中是让U的交变周期等于磁场B中圆周运动周期T

  

     T=2πr/v                            (4)

 

      eU =(1/2)mv                        (5)

 

      mv2/r=evB                          (6)

 

对消式(5)和式(6)中的m,可求得:

 

       TBr2/U ≈ πBR2/U                    (7)

 

加速器的D形盒的尺寸(工作半径R)是按电子速度为光速c时设计的(T=R/c)T是一个取决于BRU加速器结构常数。由式(4) r严格地正比于速度v。当v愈接近光速c时,r就愈接近于常数R。从表1可见:r等于常数R的精度,4Mev以上为1%6MeV以上为0.5%12MeV以上为0.1%对应于半边加速器的季先生实验,就是不同速度的电子打在靶上的位置会随能量愈高愈接近。表3的实验结果,完全符合于表1的预期。

 

对于季先生的实验,直线加速器输出不同能量的电子束,由(5)就对应于不同的U。再由(7)能量愈高,U愈大则T愈小。高能时v接近c,由式(4)则愈高能量时T愈小r也愈小。但季先生从公式(3)却得出愈高能量r应愈大。

 

由相同的前提式(6)和式(3)得出互相矛盾的结论,这是真正的难题。相对论学者多年来没有对季先生发表的论文做出回应,原因也许在此。从rn+1/rn=[(n+1)/n]1/2 与表1对照可得:电子迴旋加速器中约60圈后的电子相当于季先生用的直线加速器4MeV档的输出电子,约135圈后的电子相当于6MeV挡的输出电子。当电子能量从渐变转为突变,让人不得不惊奇: 4MeV6MeV的电子为何会有几乎相同的轨道半径?

 

其实迴旋加速器与季先生的实验一样,其内部约75圈的中间过渡只是掩眼法而己。真正要面对的仍然是在每一圈(例如60圈约4MeV135圈约6MeV)的电子在各自的轨道中的力的平衡问题。季先生的实验只是揭开了掩眼法的幕布。

     电子迴旋加速器工作原理的要害在于:由式(6)的力平衡则电子质量在磁场中是不变的,由式(5)电子的能量(或质量)在电场中每圈都会增大一些。高能时电子速度基本不变,电子的质量和动量会持续增大。从而得出与季先生同样的结论:电子的轨道半径会随能量的增大而增大,这与实际运行状态相矛盾。 

三,相对论的严格公式 

     作者认为,劳伦斯的迴旋加速器工作原理的公(6)季先生论文中公式(3)都是不妥的。他们用的离心加速度中的v只是电子真实速度矢量v的一个切向速度分量vT 。仅有vT则电子不可能在磁场中拐弯。vT在磁场B中产生的罗仑兹力fN=evTB是改变电子运动方向的主动的向心力,用来抵消向心力fN的离心力m vT2/r是被动产生的。若是完全抵消了则法线方向合力为零,电子将是从切线方向射出的直线运动。因此,离心力mvT2/r总是滞后並小于向心力fN的。差值fN = fN - (mvT2/r)产生向心加速度aN及其时间积分的向心速度vNvN让电子向内运动微小距离,即切线与圆弧线之间的间隙。vN的罗仑兹力fT =eBvN 沿切线方向的反方向使电子减速,fT远小于fN。令ψ=fT/fN=vN/vT,在迴旋半径为R的圆周上两点AB各画一条切线,两切线交点N至圆心O的连线ON与弦AB相垂直且交点为H。令α切线AN与弦AB的夹角,则:sinα =NH/AN=AH/R。当AB足够接近,则:vN/vT ≈ NH/ANsin αα,从而:ψ=vN/vT α,即弧线AB对圆心所张角的一半。vNvT两个矢量不断地合成使得vT在半圈内方向转了180度,因此180度中vN的总和vN = 2vT。无论α取值的大小如何,半圈内vN的总和的作用总是一样的。从每度内vN约为vT1/90,由此可粗略地估计出ψ值约为1/100

   电子的动量变化率与罗仑兹力平衡的正确表述是季先生的矢量公(1),用相对论因子γ = m/m0 =[1-(v2/c2) ]-1/2(1)改写为:

 

    d(m0 γv)/dt = m0 γ(dv/dt) + m0v (d γ/dt) = -ev×B    (8)

 

(8)式中(dv/dt)v的方向可以相同也可以不同。直线加速器中 (dv/dt)v的方向相同。磁场B(dv/dt)沿法线方向,v沿切线方向。令β= v/c, fP = m(dv/dt)fC = v(dm/dt),则比率K=fC /fP

 

       K = fC / fP = v m0(d γ/dt) / m0γ(dv/dt)

 

         = (v2/c2) / [1-(v2/c2)] = β2 γ2                                  (9)

 

电场中的电子加速过程dm/dt为正,fPfC是同方向的电场力。 fP增大电子的速度,fC增大电子的质量。磁场中与离心力平衡的法线方向力fN 正是fP 的具体体现。切线方向力fT正是fC的具体体现。fT沿 v的反方向减小电子质量,dm/dt为负。

 

    由公式(9)和电子总能量E= γ m0 c2m0 c2 = 0.511MeV,算出的不同电子总能量时的γK= γ2 β2见下表            

 表①不同电子能量对应的γ和KE(MeV):

 

         1 -----2 -----3 -------4 -----6 -------9 -----12 -----16 -----20,

 γ:  1.9569--3.9138--5.8708--7.8278--11.741--17.612--25.483--31.311--39.139,

 K: 2.8300--14.318--33.467--60.274--136.87--309.20--545.06--979.21--1530.8, 

电子总能量低于0.8MeV动能小于0.3MeV)时,动量变化率中的速度变化力fP大于质量变化力fCfP才起主要作用。由表可见,电子总能量高于1MeVfC就比fP大很多,能量愈高比值K愈大,4MeV60多倍,6MeV130多倍。

 

    高于4MeV时电子速度与光速的比值β等于1的误差1%以内,速度的变化的影响己经不重要了,电场力fE主要是增大电子质量的力fC。当更高能量的电子射入磁场中,其速度v增大甚微,主要是质量增大使得动量mv增大,从而更难以弯曲它改变方向。要减小其动量主要是靠vN的罗仑兹力fT减小电子的质量。从K= fC / fP大于60,ψ1/100,可得fT = ψKfP ≈ 0.6 fP。估算6MeV的电子在磁场B中降至4MeV所需时间,从fT ≈ 0.6 mv2/rfT做功半圈(4MeV的电子质量m,速度v = 0.9918c)

   W =∫0πfTds ≈ 0.6πr mv2/r ≈ 1.89mv2 ≈ 1.85mc2

由此可见,fT做功的路径不到半圈就可使电子的总能从6MeV降到4MeV

 

    切向力fT做负功使电子质量减小从而动量减小,主要体现为沿切线方向发射向前的同步辐射。法线方向力fN只能改变电子的法向动量,不可能产生沿切线方向的同步辐射动量。正因为如此,电子在磁场中的同步辐射直至1947年才被F. Elder等人意外地在同步加速器运行时发现,而没有成为证实相对论预言的考证实验。只是当F. Elder等人在意外发现之后才想起D.IwanenkoI.Pomeranchuk曾在1944年预言过:存在有电磁辐射会限制电子感应加速器的能量提高。朱洪元、J.Schwinger先后于1948年、1949年各自讨论了同步辐射的辐射功率及其角分布与频率分布等问题。以1965年诺贝尔奖得主J.Schwinger[3]为代表的同步辐射理论是:基于电子按规定的路径运动, 1897J.J.Larmor的经典加速辐射功率P的公式,和高速荷电粒子的Liénard – Wiechert推迟电磁势,算出的同步辐射功率为γ 4 P,再做量子电动力学修正则为γ 6 PLarmor的辐射功率公式为:

       P=2e2a2 / 3c3                                           (10)

ea分别为电子的电荷和加速度。将磁场B中迴旋加速度a代入式(10)则:P= 2e4β2 B2 sin2α / 3m02c3  (用高斯单位制,避免用真空导磁率和真空介电系数)α为电子速率与磁场的夹角。

  同步辐射理论继承了经典的电子路径和辐射公式,也就继承了劳伦斯迴旋加速器理论的磁力分析及其无法解释实验结果的缺陷。由表①可见:5.5MeV12MeV20MeV能量的电子,同步辐射功率比经典迴旋辐射功率P分别相应高出1百万倍、1.7亿倍和40亿倍。这三种能量电子的迴旋半径和速度基本相同,经典迴旋辐射功率P也相差不大。同步辐射能量比1/170/4000与电子自身的能量比1/2.2/3.6严重不成比例,从而无法用同步辐射的耗能来解释不同能量的电子迴旋半径相同的实验结果。

 

   同步辐射喷射出的动量对电子的反冲作用力称为Abraham- Lorentz-Dirac>,它如同真空涨落的阻尼作用力一样使电子减速。若将涨落真空阻尼改为磁阻尼,即是说,切向同步辐射的反冲,使电子获得反切向速度,並产生反法向的罗仑兹力及其引起的反法向加速度和速度。反法向速度的罗仑兹力fB沿切线方向,是减小fT的磁阻尼力。fB是由反切向力fT产生的电子同步辐射,经辐射反冲速度由磁场B反作用到电子上,是典型的负反馈机构。其导致的电子的能量损失减缓而自动地趋向动态平衡,並最终让fT做功半圈所损失能量从约1.85 mc2降为约1 mc2。对季先生实验是:入射电子在半圈内由于fT做负功,使6MeV的电子基本上降回到4MeV时的质量、速度和轨道半径。对迴旋加速器则是:电子每穿过一次电场所增加的能量,大部分都会在进入磁场的半圈中损失掉。再进入下半圈的电场加速(高能时主要是增加质量),构成电场加能-磁场减能的循环。从而得到高能电子轨道半径与其质量(或能量)无关的结论。

 

以上是按相对论式(1)的计算结果,无需再做量子电动力学的更正,就与实验相符。这又出现一个疑问,在J.Schwinger尚未用量子电动力学更正同步辐射公式的1954年之前,同步辐射理论与实验结果是否严重不相符? 因为在电子能量20MeVγ 6γ 4大了千倍以上,100MeV时大了三万倍以上。现在仅用相对论(经典的劳伦斯理论加fT修正),而未用量子电动力学更正,也与实验结果相符。只是混用了牛顿力学观点dm/dt=0的式(6)和式(3)才得出了与实验不相符的结论。

 

     迴旋加速器中从第n圈到n+1圈电子的能量变化不显著,反切线方向力fT的作用不容易引起人们的注意。但是从60圈约4MeV135圈约6MeV累积的能量变化为2MeV,被一次性地按季先生的实验方式对比展现出来,罗仑兹力切向分量fT的作用就明显了。电场的加速增能作用每圈都是一样的,前60圈增加了能量4MeV,后75圈只增加能量2MeV,也表明磁场减小电子能量的作用随着能量提高愈来愈显著。

四,相对论混用牛顿力学並不罕见 

   牛顿力学和相对论是物理学发展进程中两个里程碑式的阶段,既有继承性,又各具特色。形成了两个理论体系。通常认为,后者包含了前者,牛顿力学只是相对论力学弱场低速近似下的特例。但从应用的观点来说,相对论运用于强场高速场合,牛顿力学运用于弱场低速场合,各得其所。在强场高速场合,混用牛顿力学的质量不变(dm /dt=0)的观点,理论上似不成立,也得不到实验结果的支持。除了季先生和劳伦斯教授之外,这种相对论混用牛顿力学观点的情况並不罕见。

   暗物质理论是瑞士天文学家兹威基(F.Zwicky)[4]提出的,他根据的是:观测到几十个星系的质量-转速关系曲线对牛顿理论导出的维里定理>预期全都反常,星系内的所有可见物质的总质量M的引力mGM/R2,都不足以平衡星系边缘物质运动速度的离心力mV 2/R。为此需要引入比可见质量大几十倍的看不见的质量称为暗物质。

   加拿大维多利亚大学F. I. Cooperstock S. Tieu [5]用一个稳定的轴对称压力-自由流体模型,根据广义相对论计算得到多个星系的质速关系曲线並不反常,而是符合于可见物质的密度分布,从而无需引入额外的暗物质来平衡转动离心力。

   暗物质理论的要害是:本应该用相对论来计算,却在星系中各星体的总引力的计算中用了基于质量不变(dm/dt = 0)的力的线性迭加原理。质量不变和引力的线性迭加原理是牛顿力学独家专有的。在狹义相对论、广义相对论和量子场论中都是质量可变(dm/dt ≠ 0),也不存在力的线性迭加原理。因为当第三个物体C的出现会影响原先两个物体AB的质量,原先AB之间的力fAB就会改变为fAB,从而引力的线性迭加原理必然失效。

   上世纪七、八十年流行的第五种力的理论,也是基于引力的线性迭加原理产生出来的。1989年作者[6]从量子场论得出质量可变的牛顿引力定律,再用引力的非线性迭加解释了有关第五种力的实验结果以及历史上观测到的其他引力异常。九十年代以后第五种力的理论渐渐地不再流行了。

    又如流行的黑洞理论中,理论创始人钱德拉塞卡、兰道、奥本海默、托尔曼等人在计算“多大质量产生的引力会超过不相容原理>所能提供的排斥力的极限”时,都用了牛顿力学独家专有的力的线性迭加原理。推导出黑洞存在的星体结构的完备方程组为:球对称静态理想流体的托尔曼-奥本海默-沃尔科夫恒星内部平衡方程、质量方程和状态方程三者联立[7]。其中质量方程为M(r)= ∫0rρr2dr是将引力源中的各部分的质量直接线性相加。爱因斯坦方程的非线性导致:质点的质量会因周围存在其他质点而变小和引力不满足力的线性迭加原理或引力作用有自屏蔽效应。黑洞理论中混用了牛顿力学的力的线性迭加运算步骤,才能得出结论:不相容原理不能够阻止质量大于钱德拉塞卡极限的恒星坍缩成为体积接近于零、质量密度无限大奇性黑洞。作者考虑到引力迭加的非线性(nonlinear[8]得出:无论多大质量的中子星的内部引力都不会超过中子气的简并压力,从而不可能坍缩成奇性黑洞。

   所以,作者提出相对论与牛顿力学能混用吗?向学界请教!参考文献

[1]季灏 关于电子Lorentz力和能量测量的实验 中国工程科学 10200660-65

[2]季灏  不同能量的电子在均匀磁场中运动规律的实验 中国科技纵横  62009

[3] J. Schwinger, On the Classical Radiation of Accelerated Electrons Phys. Rev. 75, 1912–1925 (1949); The Quantum Correction in the Radiation by Energetic Accelerated Electons, Proc Natl Acad Sci U S A. 40(2) 132–136(1954)

[4]Zwicky, F., On the Masses of Nebulae and of Clusters of Nebulae>, Astrophysical Journal. 1937, 86: 217, doi>:10.1086/143864>

[5] F. I. Cooperstock and S. Tieu, General relativity resolves galactic rotation without exotic dark matter, astro-ph/0507619 v1 26 Jul 2005

[6] Chen Shao-Guang, Does vacuum polarization influence gravitation?   1989, Nuovo Cimento B 104, 611-619 

[7]刘辽 赵峥 广义相对论 高等教育出版社2004年第二版 P.208-212 

[8] Chen Shao-Guang, Black hole inside neutron stars caused by nonlinear effect of Einstein’s equation, E1.2/H0.2-2-0040-06COSPAR (2006 Beijing China); Nonlinear superposition of strong gravitational field of compact stars,E15-0038-08 COSPAR (2008 Montreal Canada)        

[楼主]  [15楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 23:40 

对【13楼】说:

 

  我把 黑体字加上红色,内容与杂志排版的完全一样,不久前万方还有此文的免费下载,现在换了别的了。                                                                                                                              

 [16楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/03 08:49 

qapin 先生:您好!问题的关键是:季灏先生的实验结果不符合其理论预期季灏先生给出的矢量公式:

d(mv)/dt = - e v × B (1),

和 m = m0 [1- (v2/c2)]-1/2 (2),

是相对论力学的。指导季灏先生实验的理论公式为:

mv2/R= evB (3),

公式(3)是从公式(1)推导出来的。由普适的数学微分公式

d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),

季先生从公式(1)得到公式(3)用了牛顿力学的质量不变的假定dm/dt=0,才有:

d (mv) / dt = m (dv/dt)= m a = m v 2/R。 我没有象您所说的 用了牛顿力学的质量不变的假定dm/dt=0,而是根据相对论质速关系电子在磁场中运动方程,在直角坐标系中的运动,得到结果dm/dt=0。根据余平博士的看法,是因为电子在磁场中运动时速度的方向改变,的速度的标量不变,因而质量不变。所以dm/dt=0。

 [17楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/03 14:46 

szshanshan先生:您好!关键您认为d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),这条普适方程对不对。如果对那么我们就是根据这条普适方程得到在直角坐标系中电子运动方程。为什么这么做这样可以把矢量运算变为标量运算。结果是v(dm /dt)等于0,所以大学的教科书没有错误,加速器的专家没有错误,劳伦斯没有错误。所以希望您告诉陈教授,认真计算一次,然后发表观点。
[楼主]  [18楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/03 16:46 

对【16楼】说:

 陈老師的论文较长,你可能不耐心看,我换种说法回复你吧!                                                                                                                                                       

季先生:

   问题在于不管你用的直角坐标系还是极坐标系,圆周运动的速度v总是

既含有切线分量vT又含有法向分量vN。否则,若只有切线分量vT,则电子

早就沿着切线飞出去了,你的磁偏转实验也做不成了。所以,你的公式

3)和劳伦斯的公式(6mv2/r = evB中都是v=vTvN=0,所以你和劳伦

斯都错了。

  不要认为大家都是这样用而用了很长时间,错的东西绝大多数的人都承

认是对的,就会真的由错误的变成正确的,选举是这样,可科学不是这

样。

 

 [19楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/03 17:27 

:qapin先生:您好!1,您认为d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),公式对不对?2,您有没有用直角坐标系计算过?
[楼主]  [20楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/03 18:43 

对【19楼】说:

季先生:

      此事不用问陈老師,我就能说清。你在2楼写出的如下公式:

      d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),

是标量与矢量不分,将动量mv这个矢量按标量去计算,正确的公式是下面的矢量公式:   

    d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),

请你按矢量再去算一次。

    若只有切向速度而无法向速度分量,就不会有圆周运动,你与劳伦斯的公式mv^2/r=evB就不

成立。

 [21楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/12/04 01:25 

对【7楼】说:

山货,去看看我批老阿陈10个山货的文章,已经写完。就你们着帮纯货,还大言不惭冒充内行。丢不丢人!

 有种把单向光速测量拿出来,再给你砸掉!

 

快了,等发给北大学报后,嘿嘿!山货们,等着瞧好吧。

 [22楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/04 08:10 

qapin先生:您好!您的矢量公式:

d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt),

没有错,当然我不会象您这样表示。所以请您在直角坐标系中!您的矢量公式:

d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt)的电子运动方程计算下去。结果是 v(dm /dt)项等于0。为什么在直角坐标系中计算,这样可以把矢量运算变为标量运算。所以请您告诉陈教授必需计算一下。余平博士和其他很多同志直接对v(dm /dt)讨论,所以因为在只有磁场的时候,匀速圆周运动时,速度的绝对值不变,因而质量的变化率等于0。所以v(dm /dt)等于0。
[楼主]  [23楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/04 13:36 

对【22楼】说:

您的矢量公式:

d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt)
的电子运动方程计算下去。结果

v(dm /dt)项等于0。为什么在直角坐标系中计算,这样可以把矢量运算变为标量运算。-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

从上述话,您还是把矢量当标量计算,正确的公式应写成:

 

   d(mv)/dt = m (dv/dt) + v(dm /dt)= m a + v(dm /dt)

 

黑体表示矢量,在x-y坐标平面内可写成:

 

   d(mvX)/dt = m (dvX/dt) + vX(dm /dt)= m aX + vX(dm /dt)

 

   d(mvY)/dt = m (dvY/dt) + vY(dm /dt)= m aY + vY (dm/dt)

 

  此时a= aX i + aY jv = vX i + vY ji j分别是XY方向的单位矢量。

 

  矢量av的大小为:a=(aX2 + aY2)1/2v=(vX2 + vY2)1/2

 

  电子在电场中由于m(dm /dt)是不断地随时间变化的,矢量av的大小a v也会不断地随时间变化。

 

  电子在磁场中由于Z方向k的磁感应强度B=B k的作用,vX i的洛伦兹力在-j方向,vY j的洛伦

 

兹力在-i方向,[由季先生您给出的公式(1):d(mv)/dt = - e v × B,电子的电量为负和i×j

 

=ki×k=-jj×k=-i]

  

所以,即使电子射入磁场中开始是沿X轴的i方向,但立即受Y -j方向的洛伦兹力,有了Y-j 

 

方向的加速度aY j,产生Y -j方向的速度vY j。即aYvY都是负值。vY j在磁场B=B k中的

 

洛伦兹力在-i方向,成为阻碍电子向前运动的磁阻尼力。这就是同步辐射的真正原因。

 您再按正确的矢量算法运算一遍,看能否还得出:v(dm /dt)项等于0的结论。
 [24楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/04 14:31 

qapin先生:您好!在直角坐标系中就是最正确的矢量算法运算。结果是v(dm /dt)项等于0的结论。
[楼主]  [25楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/04 14:57 

对【24楼】说:

季先生:

 

  如此简单的运算还需要去问陈老師吗? 陈老師己经给出极坐极中的计算结果,转换成直角坐标是中学生都能完成的,不知所说那位美国博士是怎样拿到博士文凭的。也可能跟国内的某些博士一样,是速成法的跃进产物吧!,其基础打的也太差了。您不愿贴出美国洋博士的算法,若你相信周宪的话,就让周宪去核实一下洋博士的算法吧!我觉得周宪虽不是博士,但读过大学就应该比三流的洋博士更强。                                                         

   话说回来,诺贝尔奖得主劳伦斯和许温格也有与您一样的错误,洋博士有同样错误也不奇怪。但劳伦斯和许温格经提醒后肯定不会再出错,而洋博士是提醒后仍出错!
 [26楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/04 18:06 

qapin先生:您好!希望把极坐极中的计算过程和结果让我学习。
[楼主]  [27楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/04 21:29 

对【26楼】说:

极坐标中的计算就是将速度矢量v分成切向分量vT与法向分量vN,我贴出了的陈老師的原文中有。直

角坐标中的计算我也贴出了。你坚持你们的计算结果,又不肯贴出来讨论。那就各信各的吧! 陈老師

写论文只是与您商榷,决不是要与您统一思想认识。各自坚持各自认为正确的东西让实验事实和时间

过程去考验吧!                                                                                                                  
 [28楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/12/14 12:44 

  正因为沈博士不理解牛顿力学的质量不变与经典电动力学的加速辐射是不相容的,才会使他的相长干涉的电磁辐射解释矛盾百出,闹出一个个笑话。牛顿力学的质量不变是基于超距作用,牛顿理论的引力场和电磁场都是不具有动量-能量密度的,仅仅是数学符号。经典电动力学的电磁场是具有动量-能量密度的真实物质。所以,经典电动力学有辐射,而牛顿力学没有辐射只能是动能与电磁势能间的直接转換(无需传递时间也无需通过有能量密度的电磁波或光子作为媒介)。因为牛顿力学是超距作用理论,它没有辐射。沈博士把超距作用与非超距作用杂交,把没有辐射的理论与有辐射的理论混用有一个问题之中,能不出错吗?                 
 [29楼]  作者:季灏  发表时间: 2011/12/14 15:57 

szshanshan :你好!按照陈教授的理论,如果能量是3500Mev的电子,磁场是0.804T,它的弯曲半径是多少?
 [30楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2011/12/14 20:38 

对【28楼】说:

姗姗,你的错误,你用28楼的观点来解释和掩盖,纯属于对你自己的拔高。

 

另外,在牛顿力学中,场当然有能量,如电势能,就是能量(其最终在数学上就可以转化为场的能量)。至于场的动量,在牛顿力学中被隐藏起来了。牛顿力学中只有接触作用,这个接触过程中,场的中介作用被隐去不研究,直接研究始末状态。这些事实与你的错误观点没有关系,请不要拔高自己。

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