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库仑定律表述如下:相对于我们观察者,真空中两个静止的点电荷Q(电量为q1)Q'(电量为q2)之间的作用力和他们的电量成正比,和他们之间的距离的平方成反比,电荷有正有负,同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引。 数学公式为; F = (kq1q2/r²)【r】= (q1q2/4πε。r²)【r】 其中k为比例常数,ε。为真空中的介电常数。r为两个电荷之间的距离,【r】为沿r方向的单位矢量。 库仑定律是实验总结出的定律,统一场论可以对其做出解释。 以以上的点电荷Q为例,按照十七节《质量、重力场、电荷、电场的本质》的看法,当Q相对于我们观察者静止,它具有电量q1,是指Q电荷周围具有N条几何点的光速度矢量。q1和N成正比。 一个几何点在时间t = 0时刻从Q点出发,以光速度C向周围空间运动,在时刻τ ,到达P点,我们以Q点到O点的距离为半径作一个包围面S,这样P点肯定落在S面上。我们在S上取一小块面积ds,ds上有dn条矢量C垂直穿过去,比值dn/ds反应了Q点在P处的产生的重力场强度E 。由此导出:
总结上面的分析,使我们明白,Q点相对于我们观察者静止时候的电量q1反映了Q点的惯性,这种惯性也可以表示为包围Q点的包围面S上有多少条矢量C垂直的穿过。 Q点的电量也是一种惯性量,它反映了Q点周围空间的运动状态,当Q点受到别的静止电荷的作用,也就是周围空间的运动状态发生改变而已。 设想Q点附近突然的出现另一个电荷Q',Q'点具有电量q2就是周围具有N'条矢量C 。这样的结果肯定使Q点周围增加了N'条矢量C 。由此,使我们明白:Q点受到Q'点的静电场力,就是Q点周围矢量C的条数N和包围面 S = 4πr²的比值[N / 4πr²]发生了变化的变化率。 我们要明白,N / 4πr²的变化不是随时间的变化,而是在包围面S不变的情况下,数目N的增加,这种情况下,N增加的数目肯定来自于Q'点的出现,很明显,Q点受到到Q'点的静电场力F与Q点的惯性N / 4πr²成正比,与数目N的增加量N'(正比于Q'点的电量q2)成正比。 F = (常数 乘以 N N' /4πr²)【r】 合并常数,上式可以化为: F = (q1q2 m / 4πε。r²)【r】 以上就是库仑定律。 静止电荷Q的质量为m,带有电量q1, 在统一场论中可以用m C来描述静电场,m在这情况下表示Q电荷周围C的条数,对应着电量q1,而C对应着电场E 。但要注意,q1不等于m ,而E也不等于C 。 对库仑定律的解释,以这个为基础,可以解释电荷为什么有正负,为什么同号电荷相互排斥,为什么异号电荷相互吸引,正电子和负电子相遇为什么会湮灭等等一系列问题,详细论述太复杂,可以参阅张祥前的相关文章。 |