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麦克斯韦方程组、光(电磁波)速及光速不变。
[楼主] 作者:老鹤  发表时间:2000/07/23 18:58
点击:2693次

琢磨了好多天了,没搞懂到底如何从麦克斯韦方程组得到光速。

我看了《电磁学》一书,还看了一本借来的国外 的物理(FOR 科学和工程)。证明过程好象是先假定电磁波是平面波,然后得到两个公式并组成方程组,消去E或B可得到一个方程,再拿这方程和平面波方程做类比,得到
V==1/sqr(#$)
#$在这里代表那两个常数。

因为我对平面波及其方程没有什么印象,所以说不上任何话(愿听指教!)。但我还是有几个疑点(或不懂的地方),不吐不快。

1:《电磁学》一书中直接写出了麦克斯韦方程组
的直角坐标形式,可是那方程组足足一大堆,由于没有详细交代过程,我搞不懂其中各量的定义,根本没法用图象的方式结合算式进行思考,所以我只好持保留态度,持学习的态度。而学不明白就不好发言,实在苦恼!不知谁能借给一本好书看看,或在这里详细发言指教为盼!
(我所借到的那本PHYSICS,虽然有图形和算式的结合,可我并不能满意。该书中关于时钟变慢
的推导看起来好象很生动,很有说服力,其实不堪一击,没必要针对那个推导再来论一番了。)

2:结论里说电磁波里电场和磁场没有相位差,
到底是相位差很小忽略不计了呢还是干脆就没一点点 的相位差?
我只知道事情是有先后有因果的,具体地说就是涡旋电场激发涡旋磁场,被激发的涡旋磁场又激发新的涡旋电场,如此循环不断,这才把电磁波传播出去的。可在推导出的公式中并不能体现这一点!(或许这里用相位差这个说法不是很恰当)

3:从麦克斯韦方程组得到光(电磁波)速 的具体值,可并没明确说这速度是相对于何参照系的。按通常的思维逻辑,只好说这推导不那么让人放心,至少还不是多末圆满吧---------问题到底出在哪儿呢?公式中的x、y、z、t等到底在开始推导时是如何定义的呢?

更进一步地,好象记得有人说这光速相对于任何参照系都一样(不管光源在哪)---------是从理论上讲(不是作为实验的直接结果),这更让我犯晕(或许我记错了?)。或许还有更好的推导过程?

把疑点讲出来,心里痛快不少,请知之者不吝赐教!

转自 我是中国人[ysg.xilubbs.com]
本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-299.html[复制地址]
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 [2楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/24 10:03 

我的回答...
真空光速不变,是否“牵涉”观察系?
知道“迈雷试验”中的“以太坐标系”吗?
我白说了半天,你一句也听不进。

=======================================
是的,因为我对这个实验没有仔细研究过。最主要的原因,是我手头没有足够的资料。


〉“如果根本没有重力,那么,还称得上失去重力嘛?”
可笑、可叹,远离地球的太空人可近似认为相对地球人是“失重”状态,
这也理解不了?有点晕了吧?

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你要说什么?太空人“失重”,就是一个从从效果上看的词。这和我说的那句“没有重力,谈何失去重力”有什么关系??(我删除了一句挖苦你的句子,希望和你好好讨论)


最后,我的迷惑是:牛顿第一定律与第二定律有何不同?两者是“等效”的吗?

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至于你所困惑的两者是否等效,是广大经上过高中、学过牛顿力学的人,都曾经有过的困惑,包括我。“第二定律中,把加速度设为0,那么,作用力也相应为0了,这不是退到了第一定律了嘛?那么,第一定律还要它干什么?”呵呵,以下是我现在的理解:

牛顿第一定律,我的认为是一个原则性的定律,也可以称作是“惯性定律”,描述的是物体惯性性质,也定义了牛顿力学的基本框架:惯性系。这个第一定律,在广义相对论中,也成立,只是,“直线”改为“测地线”。

牛顿第二定律,我认为,是描述在第一定律基础上定义的惯性系中,物体抵抗外作用力的物理反应。没有第一定律,就无法定义惯性系;无法定义惯性系,第二定律就被抽掉了根基。所以,第二定律以第一定律为根本、基础。一定要分开来描述,因为两者的地位、层次是不同的。广义相对论中,代替第二定律的,是粒子的引力场运动方程。比较复杂,我也没有彻底搞清楚数学方式。

guojia
 [3楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/24 14:08 

两种现象
呵呵,请恕我反应迟钝,到现在才理解你的意思。嗯,我来说说我的看法吧。

还是以爱因斯坦的等效原理作为理想实验吧。

在一个封闭的电梯里,你和鹤兄在电梯里睡觉,我在电梯外面的地面上观察。忽然,电梯自由落体,你和鹤兄慢慢醒来,发现自己和对方“飘浮”在电梯里,那么,你将发现,你手中的苹果正处于惯性状态,于是你说,苹果和你和鹤兄,没有受到任何作用力。而电梯外面的我,就知道,你、鹤兄和苹果都受到了引力的作用。那么,到底你们受到引力的作用了嘛?按照绝对时空观的牛顿力学来说,你们受到引力作用,只是在电梯这个非惯性系中(如何得知电梯是非惯性系,这个问题就体现了牛顿力学的绝对时空观),你们还受到了非惯性力的作用,让你们自己认为合力为零。可是按照广义相对论,你们根本没有受到引力,因为你们自己没有发现自己的加速度。所谓的非惯性力,广义相对论中没有这个概念。而我看到你们随着电梯一起自由落体,如果我承认广义,那么我就知道,你们所经过的路径是“测地线”的三维空间分量,你们也根本没有受到什么引力的作用,因为,根本就不存在引力。传统的引力现象才是“唯象”的,是一种表面的现象。

如果你能够看看广义相对论对于“惯性质量”和“引力质量”的描述,那么,失重和自由落体,就能够很好地理解了。其实,失重和自由落体,完全是等效的,完全是同一现象的两个侧面。

对于人承受加速度的问题,我有一个理想实验,大家推敲推敲:假设一个人位于一个足够大的力场中。这个力场有个特点,就是和引力一样,作用于人的身体的每一个部分(每一个分子、原子等等)。开始的时候,力场关闭。忽然,打开力场,产生极大的作用力(100G吧),我们会看到这个人以100G的加速度飞出去(飞不出力场的范围)。你们说,这个人会觉得难受嘛?我认为,这个人根本感受不到这个力的存在,谈不上难不难受(可以从物理角度分析,更可以从生理角度来分析)。他就忽然发现,别人忽然以100G的加速度反向离他而去,而自己什么事情也没有发生。其实,按照广义相对论的观点,忽然打开的力场,引起了力场范围内的时空弯曲。这个人只能够沿着时空测地线(短程线)移动,所以,他飞出去了。由于这种特性,那么,以1000G、甚至以能够做到最大的加速度,飞行员也没有问题;飞行器“瞬时加速、减速”和“直角、锐角转弯”,也可以实现。

希望各位能够说说看法。

guojia
 [4楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/25 11:26 

反引力和力场
哎呀,是我不好,我的意思表达不明确。那些“直角、锐角转弯、瞬间加减速”,我也认为实现不了(至少那个理想实验与这些东西无关)。我的意思是,如果实现了这些特技,那么里面的飞行员也不会有受不了的感受的。

至于那个力场,是理想实验嘛。其实,我认为那种力场和引力本质相同。掌握了控制力场的关键,也就掌握了反引力的关键,对引力的认识也更加深刻了。你说对嘛?

guojia
 [5楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/25 18:37 

如果你是拥护相对论的,你能解释一个问题么?
关于相对论时间观念的一个看法,我认为相对论的时间观念是不可能的。
你能解释么?明天的这个时候我会将手里的这几篇上传到主页上去。主要是逻辑上的问题。现在上传主要是想让你看看这些观点能否经得起你的考验。想听听你的建议。我还没有完成系统论证,有些地方可能存在一些缺陷。

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 [6楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/25 20:26 

并不是反引力
哦,量子物理方面,我不了解多少。能否介绍一下量子物理如何描述作用力的呢?

还有,我并不是提出反引力的概念,我的那个力场,仅仅是假想情况而已。单一的作用力无法形成这种情况,那么如果多种作用力相结合而成功了的话,效果还是一样,但是,。

guojia
 [7楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/26 19:53 

大家能不能给一点反对的意见
 [8楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/26 20:58 

回复:"你是不是这样理解普适时间的?"进一步说明
我现在还没考虑时间的定义问题,是想看看大家对这种悖缪如何反驳,然后再确定时间的定义。换句话说,还没有确立时间的观念。我现在所采用的观念是传统物理学中的两种观念,一种是相对论的,另一种是牛顿力学,两者都有,具体问题,具体对待。(在确定参照系中是牛顿力学中的时间观念对物质的运动变化具有普适性,在两个参照系之间却是相对论的这种时间观念。实际上,在相对论的物质运动变化的关系中,通常都是这么看的)
狭义相对论描述的是时间之间的单位变换,但是在单位变换中具体的是要涉及到时间和物质运动变化关系的,时间的确定是要通过物质运动变化的确定的,因此,时间的本身不能脱离开物质的运动本身。但是,恰恰在这个问题上,出现相对论的矛盾。相对论通过实验的检验可以验证相对论的时间观念。就象文中所说的环球航行的铯原子钟。
如果依据相对论的理论,两个参照系中的时间是不能通过铯原子钟的活动周期进行比较的。因为两个参照系中的时间单位如果是采用相对论中的时间观念,那么两种时间关系成确定关系。但是,铯原子钟在两个参照系中的活动周期依据这种时间的观念,也要遵守这种关系,那么,相对论理论上应该对这个实验没有数值差异。(相对论的这种时间关系仍然成立。)传统中对认为这个试验数值满足相对论的描述,是因为没有考虑到单位时间的变换问题。
你说的“两个不同惯性系中的铯原子振动频率不同”说明两个参照系中的铯原子震动的频率不同,这说明相对论的时间观念是错误的。因为,在不同的参照系中铯原子频率的不同说明在不同的参照系中,物质的运动变化不再遵守这种关系,就是说,相对论的两个不同参照系间的转换关系是不正确的。与相对论的理论不符。这样的推论是依据相对论中的精确的时间观念进行考虑的。
你说的更本质的量值,相对论是通过这种转换关系来实现的,但在相对论中并没有定义。
广义相对论也一样,只要存在相对论这种定义的时间,或者存在两种不同的时间,并且这两种时间遵守某种确定的关系,那么,这个悖缪就成立。
实际上,在宇宙中,我们不能确立绝对的时间。这只是在实际应用中是无法做到的。

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 [9楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/27 04:38 

打个比喻
好的
“两个不同惯性系中的铯原子振动频率不同”,是说的两个铯原子经过一段时间又回到原来的参照系。然后再进行比较得出的结果。
我们知道,两个铯原子所在的同时性的观念是不同的,这是由相对论的时间定义决定。我们不能对正在两个作相对运动参照系中的时间进行比较。(这是根据相对论得出的结论)那么,我们进行比较的方法只能是在相同参照系中进行。实际上,相对论的试验者也是这么做的。
根据相对论的时间观念,虽然两个参照系中的时间在发生不同的流逝,但是我们不能观测到结果。就是说,两个钟是同步的。一个铯原子钟完成一个周期,但是另一个铯原子钟也要完成一个周期。这两个钟是同步的。但不同的是,两个铯原子钟的时间流逝速度是不同的。比如计时沙漏。如果我们在相同的参照系中进行计时。两个沙漏的要求是相同的,沙量和沙流的速度都是相同的。如果将沙漏放到两个参照系中,并且运动的参照系中的时间比静止参照系中的时间大一倍。相对于我们静止的参照系中的沙漏还是原来的。但是另一个沙漏(运动的)沙量提高一倍。当静止参照系中的沙漏流完时。另一个沙漏也流完。两个是同步的。
沙量相当于时间的总量,如果两个沙漏的沙流速度是相同的,那么,我们可以得到运动参照系中的时间膨胀了。这个比喻虽然不是很恰当,但我认为可以表示两个参照系中的时间的各个量。
如果相对于不同的参照系中所有的物体的运动变化都遵守时间流逝的关系(这种计量关系),那么沙漏本身的运动变化规律也要遵守这种规律。沙漏在静止参照系中完成一个周期需要的时间是一个单位,那么在运动参照系时间膨胀的话,根据这种关系(相对论的时间关系)沙漏要完成一个周期,所流下的沙量是静止参照系的一倍。但是时间延长了。两个沙漏的周期并没有改变。
也就是说,在静止参照系中沙漏的一个周期记录的是一个时间的单位,但是在运动参照系中,沙漏的一个周期相当于两个单位时间。(这样的说法不是很恰当,仅是为了说明关系)
因此,在相对论对实践检验中,忽略了这种周期时间的计量差。在运动的参照系中运动的铯原子钟的一个周期相当于静止参照系中铯原子的两个周期的时间。在变速运动的参照系中铯原子计量的不是时间的基本单位,它是随速度不同而改变,它计量的只是铯原子的周期。如果我们观测的两个铯原子钟的时间数值相同,那么,这样的时间观念是符合相对论的时间观念的,但是也符合牛顿力学的时间观念。但是偏偏是两个参照系中的数值不同,那么,相对论中的时间观念也就不能成立了。因为试验不支持相对论的时间观念。
在相对论试验中是采用统一的时间定义单位,换算到铯原子的周期中,一个周期所代表的时间在两个不同的参照系中是不同的。将运动参照系中的铯原子钟和静止参照系中的铯原子钟所记录的时间间隔判断成相同的时间,这样,忽略掉的问题就只能证明相对论的时间观念不能成立了。



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 [10楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/27 08:54 

关键是“同时”的相对性
你承认“同时”的相对性嘛?

要不要第三者,都无所谓。我之所以提出第三者,是用于理论上的严密性。用无线电波,当然可以了解彼方的状况,虽然还得扣除电波运行速度影响、同时性的方向性影响。

在狭义相对论中,同一个惯性系,任何一个地方的时钟都可以精确地校准。也就是说,同一个惯性系可以达到完全的同步、同时。然而,非惯性系中,任何地方的时钟都无法校准。

同时性在狭义相对论中的相对性,可以通过洛仑兹时间公式来推导。结论是:一个惯性系中认为是同时的两个事件,另一个惯性系中则认为位于“前方”的那点,时间走在更前方。也就是说,地球上认为静止惯性系的所有时钟(地球上的、太阳附近的、天狼星上的时钟)都已经同步了,而且同时指在0点的时候。可是运动飞船惯性系上的人就认为,地球惯性系所有的时钟都不是校准了的。地球上的时钟是0点;太阳处的时钟是0点0分01秒;天狼星的时钟是5点等等。这就是同时性的差异,也是双生子佯谬的解决方法关键。

guojia
 [11楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/27 13:23 

回复:相对性原理和多举例子
沙漏和钟表也是一种物质运动,也要遵守相对论的时间规律。通俗的来讲,就是我们两个以确定的高速度在运动。但是,在观测上,你手中的表和我手中的表示单位关系是相对论的时间关系。在我的判定上,你手中的钟表和我手中的钟表走时是相同的。在你眼里,我手中的表和你手中的表也是相同的。我们之间在相互观测上两个钟表是同步的。但是,时间却是不一样的。不能存在观测结果差异。
你的描述是我们两个人手中的始终存在快慢,那时你采用绝对的时间单位来判断,相对论的时间判断上,就是这个绝对时间单位不符合相对论的原理。
沙漏的沙量只是我做的一个比喻,在一个参照系中去判断量的关系的一个方法。一个周期表示钟表所计量的一个单位如秒。你判断你那里的1秒和你判断我这里的1秒,时间的量是不同的。我这里的1秒要和你那里的1秒成相对论的时间关系。这是采用测量工具的结果。在观测上,不能观测到两个钟表的差异。你观测我这里的钟和观测你那里的钟,时间的数值是一样的。
你说的关于宇宙停止的问题根本不可能发生,因为没有一个判断的标准。自然在人类的经验感觉里感觉不到它的存在。时间只是一个定义问题。
关于你所说的“人类只能够通过测量、比较来定义物理量的。一旦失去了比较基准,人类就无法测量到,进而无法感觉到。”物理量的基本的量通常都是通过经验约定来进行的。如质量的单位、时间的单位。这样的单位是我们和物理量间进行的约定。即:我们就设定这个单位数值作为基本单位。
我不知道我这样说你能否理解我的意思。


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 [12楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/27 15:17 

我的语文水平不高...
狭义相对论中有个时间概念称作“本征时间”,或者叫固有时间、原时。很可能你说的那个普适时间,就是这个本征时间。关于本征时间,我这里不说了,好多贴子都已经详细说过了。

还有,怎么我老是看不清楚你的本意呀?比如这句:“你的表示的实际时间要长。”是什么意思?我真的看不懂。还有这句:“这样我们两个钟表对时间计量的数值是一样的。”是不是指你我的钟表读数是一样的?我希望你只说结果就可以了,不要把自己的观点和结果混在一起,很费解。

还有:“这样问题就出来了。根据试验对相对论的检验结果,两个钟表都是按相同的时间单位计量的。没有考虑到两个钟表中对单位时间的计量不同问题。我们知道,这样在实际数值上的计量是存在问题的。”这句话,你要表达什么意思?我根本看不懂。我语文水平不高(的确不高,真的),望能够明了地说明问题。

p.s.你写的那篇《时间的测量》,我几乎通篇看不懂你要表达什么意思。

guojia
 [13楼]  作者:zhixie  发表时间: 2000/07/27 15:18 

我这样说你看能否理解我的意思。
你和我在相同的惯性参照系中校准时钟。然后你去做高速飞行。飞行一个确定时间后我们在相遇。
在这个过程里,在我的参照系中,你经历的时间遵守相对论的时间关系。时间膨胀。但是你的钟表记录的单位时间和我的钟表记录的单位时间是不同的,它的单位时间比我的单位时间要长。它要遵守相对论的关系,这样我们两个钟表对时间计量的数值是一样的。你的表示的实际时间要长。
在你的参照系中看我的参照系钟的时间也是这样的。
这样问题就出来了。根据试验对相对论的检验结果,两个钟表都是按相同的时间单位计量的。没有考虑到两个钟表中对单位时间的计量不同问题。我们知道,这样在实际数值上的计量是存在问题的。
如果试验证明了两个钟表中对单位时间的计量问题,那么本已经证明了相对论的试验是正确的就变成是错误的了。

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 [14楼]  作者:逆子  发表时间: 2000/07/28 23:09 

回复:对电磁理论的重新考察(之一)
我还没有完全理解老鹤的意思,不过对于“涡旋电场和洛伦兹力两者的本质是不是一样”这个问题发表一下我与此相关的看法。

我认为麦克斯韦方程组是数学式的解释电磁现象。变化电场可以产生变化的磁场、变化是磁场又可产生变化的电场。电磁相互感生以波的形式向外传播。这就存在一个疑点,在A区是变化的电场为什么到B区就成为变化的电场,而不是电场呢。难道说电场就不能由A区传不到B区了吗?

老鹤,我准备在网上发表一篇关于“二十一世纪基础理论的重大突破的预言”的文章。其中就有关于电磁问题的。
1、电场波的存在。电场波是纵波。电矢量E方向与传播方向平行。电场波的应用可以纵向扩展无线通信的使用频道。其特性是在无线波段可使光电池产生电流。
2、否定电磁波的存在。电磁波是以光速运动的磁场。所以电磁波实际上就是磁场波。
3、电磁分家。真实的电荷流动会产生磁场。变化的磁场可以导线产生感生电流。电场与磁场的转化是通过真实的物质来完成的。或者说是通过导体来完成的。如果不通过物质的中介,电场与磁场就无法完成转换(位移电流不能产生磁场)。变化的电场可以产生以光速运行的电场——电场波。变化的磁场可以产生以光速运行的磁场——磁场波。

4、力速度对万有引力定律与库仑定律的修正。指出了物质的极限速率取决力速度。(否定狭义相对论的速度合成定理)
5、“力行差效应”解释行星近日点的进动。
6、否定爱氏狭义相对论。所谓的尺缩与钟慢仅是一种视觉现象。

以上几点可能与老鹤研究兴趣相接近。

我的电脑硬盘在一个用之内毁坏两次,昨天才修好。由于硬盘的毁坏,把原有的数据全部丢失,当然了,把老鹤的E-mail地址也丢失了。望老鹤回复贴子时告知E-mail地址。


逆子


===========================挑战相对论==============================>
 [15楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/29 12:12 

双生子实验的物理过程
哥哥当然能够飞到二百光年外的星系。在亚光速飞行的哥哥眼里,原本200光年的距离,缩小到只有20光年。那么,哥哥花30年左右的时间就可以到达了。

弟弟眼里,哥哥飞到了100光年之外的地方,自己就死掉了。而哥哥到达之前,在哥哥的眼里,弟弟始终比自己更年轻,而不是年老死亡了。当哥哥在目的地停下的时候(减速),哥哥眼里的弟弟忽然拼命长大,最终,死亡了。所以,在哥哥处于惯性运动的时候,哥哥眼里的弟弟始终比自己年轻;在哥哥回到和弟弟相同的惯性系的时候,弟弟“瞬间”死亡了。物理过程就这样。还有不明白的吗?

guojia
 [16楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/29 13:51 

关键还是在于哥哥眼里地球惯性系的同时性不成立。
可以通过“事先约定”来进行交流。比如,哥哥弟弟说好,当哥哥飞行了一半距离后,哥哥给当地的观察站发一份电报,观察站也发一份电报给哥哥。这样,第第就能够了解到哥哥飞行了一半时,哥哥的岁数,进而可以和自己那时候的年龄比较了。同样,哥哥收到电报后,也能够知道弟弟那时候的岁数。可是,哥哥所得出的结论,和弟弟所得出的结论正好相反:弟弟的结论是哥哥年轻,哥哥的结论是弟弟年轻。这点,并不矛盾,因为弟弟眼里的两个地方是同时的,而哥哥却不认为是同时的。这就是所谓矛盾的关键。当哥哥停下,和弟弟位于同一个惯性系的时候,哥哥发现弟弟的年龄疯长,而弟弟却没有发现哥哥的年龄疯长,因为哥哥经历了减速(物理实在的减速,受到了作用力),而弟弟没有这种实在的减速。结果,哥哥比弟弟年轻。

上述那种“约定”法,优越于无线电对话方式。不信你可以仔细分析一下两者的具体方式,用无线电对话方式,比约定法多许多问题。

一个关键是:哥哥和观察站联络,等同于哥哥和弟弟联络。假设观察站发电报的时候,观察站人员看到手中的时钟是XXXX年5月1日12点整。哥哥收到了电报,看到电报上写到:“XXXX年5月1日12点整发自XX观察站”,他会认为“原来那么早就发出来了”,因为他看到观察站时钟指着5月25日12点整。咦,这不是矛盾了嘛?这样,弟弟不是比哥哥年老了嘛?唉,其实,这牵涉到另一个过程:哥哥离开地球时候的加速运动。加速运动使得哥哥看到地球惯性系中的那个观察站时钟飞快的向前拨,加速结束时,哥哥眼里,观察站时钟远远超过地球时钟,这就是不同时的结果:弟弟认为观察站时钟和地球时钟是同步的,而哥哥却不认为这样。哥哥虽然看到观察站已经到了25日,可是哥哥认为弟弟所在的地球时钟,还处于4月份。记住这点:哥哥眼中,地球时钟和观察站时钟完全不同步,两者不同时。用无线电对话,最终还是归结到这个问题上。

guojia
 [17楼]  作者:yanghx  发表时间: 2000/07/29 15:18 

《电流量、电流强度、电流密度、电流加速度》

电流量:一定时间内,通过某截面的电荷数量。
电流量=电荷平均速度 * 截面积 * 时间
M=VST

电流强度:单位时间内通过某截面的电荷数量。
电流强度=电荷平均速度 * 截面积:
I=VS

电流密度:单位时间内通过单位截面的电荷数量。
电流密度=电荷平均速度:
i=V

-------------------------------------------
流体力学与之对应的是什么呢?

流量容易理解,
流强度呢?比如洪水和小溪在流速和截面上都很不同。
流密度呢?对于可压缩流体应该都有此概念?

可是一般我们总说“水头压力”,不说“水流强度”?
当然水压力U与水流强度I是成正比,如果考虑“水阻”R,
应有类似的水“欧姆定律”:U=IR
好象也有测量、计算水阻R的方法吧?

-------------------------------------------------
电流加速度:电子在单位时间内的速度变化率。

电子的速度变化是产生电磁波的基础,
电子的加速度a与电场力(库仑力)相关,
当电场力与“介质阻力”相平衡时,a=0,
a越大,辐射出的电磁波强度就越大,
要不断的与“介质阻力”失去平衡,辐射出电磁波,
就要向回路加以不断变化的电场力(比如交变电场),
电场力的变化速度被称为“位移电流”,
这个名字起的实在不好,完全隐藏了“力速度”的含义,
而它又是麦克斯韦方程组的基本概念之一。

管道中的水流加速度虽然不能辐射电磁波,
但是也有“水锤”发出的声波或超声波。
周兄以为如何?不知是否对麦克斯韦方程组有兴趣?

电子在导体中的流速V也应遵从流体力学定律,
比如,在较细的导线中的电子流速较快,反之...较慢。
所以电流很小就意味着在同样截面下的电子流速很慢,
那么不同直径的导体“间隔串联”在一起后,
即使通以直流电,也会不断有电磁辐射出现,
因为电子的速度在通过不同线径的导体时,不断的变化,
而这个电子加速度不是由交变电场提供的,
所以电磁波的本质是电子的速度变化,
从而对周围“场介质”产生影响,即所谓的辐射。

那么要描述这种电子的“变加速运动”很复杂吗?
好象不需要什么“散度”、“旋度”的嘛?
需要很长的推导和定义一些新概念吗?

[楼主]  [18楼]  作者:老鹤  发表时间: 2000/07/29 21:43 

回头再好好搞清你跟逆子的观点,我现在忙于整理自己的思路。
楼下逆子关于光电池及你们关于位移电流不能产生磁场的观点我很感兴趣,只是你们笔墨少了,我不能从图象角度去理解。

麦克斯韦关于位移电流产生磁场的观点我只是在数学上“理解”了,机理并不十分清楚(此刻)。
 [19楼]  作者:yanghx  发表时间: 2000/07/30 02:02 

能自圆其说吗?
“可是这是两个本征长度,虽然数值是相等的”

“因为飞船上的“XXXX年XX月XX日XX时刻”,对应于家属的日历,是另一天。”

“另一天”和“数值是相等的”,
这些话可都是你说的,能自圆其说吗?
[楼主]  [20楼]  作者:老鹤  发表时间: 2000/07/30 08:24 

回复:《电流量、电流强度、电流密度、电流加速度》
>>>不同直径的导体“间隔串联”在一起后,
即使通以直流电,也会不断有电磁辐射出现,
因为电子的速度在通过不同线径的导体时,不断的变化,
而这个电子加速度不是由交变电场提供的,
所以电磁波的本质是电子的速度变化,
从而对周围“场介质”产生影响,即所谓的辐射。
-----------------------
早上起来,重看了你的文字.哈哈,年一老兄可真能想啊!~~这个观点我赞同的.(昨天是又点视而不见了.

>>>电场力的变化速度被称为“位移电流”,
这个名字起的实在不好,完全隐藏了“力速度”的含义,
而它又是麦克斯韦方程组的基本概念之一。
----------------------
还没能理解你的意思.

另外,关于散度与旋度,我还没有比较深入地琢磨过,如确实是多余的东西,那就该狠狠地加以驳斥!

 [21楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/30 09:33 

可以这么简化:哥哥处于一个地球轨道空间站中
结论还是老样子:在弟弟的眼里,哥哥年轻;在哥哥的眼里,弟弟年轻。问题出在哥哥从一个参照系进入另一个参照系时,发生的变化。当哥哥飞上天的时候,哥哥眼里的地球时间和空间站时间就不同步、不同时了。当哥哥返回地球的时候,又发生类似的情况。这个情况我说不明白,因为哥哥绕地球转,是非惯性系。我的功力有限,无法详细地描述这个过程,呵呵,因为只有利用广义相对论的数学方程,才能够计算出具体的数值。

guojia
 [22楼]  作者:guojia  发表时间: 2000/07/30 10:12 

好吧,我试试看叙述一下“本征物理量”的概念。
“本征”,可以看作是“本身”的同义词。本征长度,就是“本身长度”。一把尺子,具有它本身的长度,是尺子的固有属性,也就是牛顿理论中长度概念的延续。但是如何测量尺子的本身长度呢,只有一个方法:把尺子放在测量者的身边用比较法来测量。由于狭义相对论的洛仑兹变换,所以要求尺子相对于测量者静止。这时候测量出来的“静止长度”,就定义为尺子的本身长度。测量运动尺子的长度,并不是尺子的本身长度。只有测量者进入和尺子相同运动方式惯性系,才能够直接测量出尺子的本身长度。由于牵涉到了惯性系,所以,可以引入“本征惯性系”的概念。这个本征惯性系,就是能够直接测量尺子本身长度的惯性系。显然,尺子相对于尺子的本征惯性系静止。在本征惯性系中测量的尺子长度,称作“本征长度”,和“本身长度”一个数值,然而本征长度概念提升到了惯性系的层次。

同样,在本征惯性系中测量物体的物理量,称作物体的“本征物理量”,比如本征时间、本征质量,就对应于物体的“本身时间”、“本身质量”。本征长度和本征质量有另外的同义词,就是“静止长度”和“静止质量”。本征时间,是某个人(物体)在自己的本征惯性系中的时间间隔。对于人来说,就是这个人自身经历的时间。本征时间的不变性,体现在“每个人自身时间流逝速率是相同的”,也就是说,每个人的时间流逝速率在自身引起的效应(成长、衰老)是相同的。所以,返老还童,是不存在的。

其实,本征时间(或者本征物理量)在狭义相对论中地位并不重要。因为狭义相对论描述的都是惯性系,而惯性系中本征量之间的关系是很简单的,于是形成“多余的概念”这种现象。然而在广义相对论中,本征物理量却非常重要。就拿双生子佯谬来说,如果哥哥的飞船从来不经过非惯性运动(加速、减速、转弯),那么哥哥的本征时间间隔和弟弟的本征时间间隔,两者在任意时刻计算下,都是相同的。这也就是“佯谬”的体现。可是哥哥的非惯性运动,引起了哥哥的本征时间间隔的不断改变。所以,利用广义相对论计算本征时间的公式,可以精确计算出哥哥每一刻本征时间,于是通过积分就可以简单地“累加”这些本征时间,得到总体的本征时间间隔,用来和弟弟的本征时间间隔做比较。

具体的数学方式,我也不怎么熟悉。我重新看了看这篇贴子,觉得我还是没有能够说清楚。唉,可能是我语文水平不够的缘故吧,表达不出我真正的意思。所以我建议你们去看一些科普读物,这些读物描述的非常精辟,而且逻辑性很强,更很直观。你们别以为我在取笑你们,我真的是非常真诚地希望这样的。

guojia
 [23楼]  作者:逆子  发表时间: 2000/08/15 23:03 

记得有位哲学家曾说过:如果没有理性,眼睛是最坏的证明。
-------------------------视觉现象?----------------------------
 [24楼]  作者:逆子  发表时间: 2000/08/18 16:57 

上面的贴了没有完整上传,请老鹤、yanghx从这里进来。
场力是非恒力

--------------------------老鹤与yanghx的阻力论--------------------

老鹤在“对电磁理论的重新考察”文章中提到,加速器中粒子的极限速度与加速粒子的辐射有关。认为由于粒子的加速伴随有电磁能量的辐射,它会制约粒子的进一步加速。老鹤在文章中把这种现象称为“自阻”,这与现有电磁理论中的“辐射阻尼”是自洽的。

辐射阻尼:当带电粒子受处力的作用而加速度时,它将辐射出电磁波,从而使自身的能量逐渐衰减,这就是辐射场对粒子的反作用力,称为辐射阻尼力。

辐射阻尼力的确对带电粒子的加速形成阻力,它是制约加速的因素之一,但这并不是物质运动的速度极限不起决定因素。考虑这样一种情况,直线加速器中的粒子已加速至0.98c,就目前的设备而言,再加速是不可能的了。在这种情况下,粒子是以0.98c的速度作匀速运行,匀速运行的带电粒子是不辐射电磁能的,不存在“自阻”或者说“辐射阻尼”的,在电场力的作用下,这个带电粒子为何不再提速呢。如果仅仅考虑到辐射阻尼力的影响的话,0.98c粒子是匀速运行的,不存在阻尼力,是完全有可能提速的。
yanghx提出了“以太阻力”的观点,认为是由于以太存在着静质量,它对加速的粒子有阻碍作用,粒子的速度越高,以太对粒子的阻力越大,把物质运动存在极限的现象归根于以太阻力。也就是说处于0.98c的带电粒子,它之所以处于匀速运动状态不再加速,是由于以太阻力的作用。如果说完全出于这种考虑,0.98c的粒子再提速是有可能的,我们只需增大场强,使电场对粒子的作用力加倍,这不是可以抵消一部分的以太阻力,粒子再获得加速度吗。可以看出无论是“自阻”还是“以太阻力”以物质的运动速度的极限不起决定因素。凡是阻力的我们都有可能加大作用力来相对抵消它。到底是那种因素制约质点的加速呢?

------------------------相对论对物质运动极限现象的解释-----------------

对于物质运动的极限问题爱氏就比较高明点。爱氏认为是质量随速度增大的缘故。这个观点是一般难以反驳的,也就是说0.98c的粒子,它的质量已增至静质量的几倍,如果是等于光速的话,那么这个粒子的质量为无穷大。好了!这个论点谁能反驳,这一语导出了极限速度的根源。为什么不能把一个带电粒子加速至光速或大于光速呢?质量是根源。因为当一个粒子的速度达到光速时,它的质量增至无穷大,一个粒子的质量为无穷大还需无穷大的力才能对付它,这个无穷大的力人为可能产生吗?根本是不可能的事。

----------------------------------我的看法------------------------------


对于物质为什么会存在速度极限的现象,我已在本站发表了我的看法。我认为先从“恒力”入手解决为好。一质点在恒定力的作用下会产生匀加速运动。比如说,一个小物体(一质点)放在光滑的水平面上,水平面上一水平力F作用于该质点上。力F的大小是用校对好的弹簧秤测出,可以这样想象,就是这把弹簧称拉着这个质点运动,如果我们能使这把弹簧称的指针始终指向某一刻度,那么这个力就是恒力。恒力作用于物体时并不随物体速度的变化而变化的。无论质点的速度大小,这个力始终保持恒定不变,既是这个质点的速度等于光速,这把弹簧称所指的力刻度还不变。这种力才能满足恒力的条件。恒力作用于质点,质点会产生匀加速运动。

恒力存在吗?我对此产生质疑。就以上述的弹簧称拉质点为例,弹簧称只是一个测定力大小的工具,它不具有动力,我们用什么样的力拉动弹簧称才能使弹簧称的指针保持不变。如果用人力的话,这是可以想像的,当一个人拉动弹簧称,初始时是可以保持很短的时间保持弹簧称的指针不变,但是随着该质点的速度的增高,对这个质点的拉力就越来越小,当质点的速度达到人的百米冲刺速度时,再想施力于该质点已是可望而不可及了。可以看出,人作为动力加速质点,质点的极限速度为人的百米冲刺速度。人作为运动力是不满足恒力的条件的。
看来人作为动力加速质点是不可能使质点产生匀加速运动,也不可能获得极高的速度的,不过比人类跑的速度快的机械力和自然力还很多的,我们何不靠它们来加速质点,使质点获得更高的速度。可是自然力和机械力皆有它自身的运动速度,例如,靠风来加速质点,当风力作用于质点,使质点速度等于风速时,风力对质点再有作用力了。这就如同一个人骑着自行车顺风行驶,风刮的很大,人根本无需用力只靠风力就能高速行驶。这个人能够感觉到风力在作用于他的后背,假如说自行车无摩擦力的话,最终这个骑车人无需费力,只靠风的力量就能使车速度等于风速度,风速的最高纪录是每小时三百五六十公里。那么它作用于质点,质点的速度最多等于这个速度,不可能大于这个速度了。质点从静止到运动,力是起因,运动是结果。凡是这种接触力都存在它自身的运动速度,这种力作用于质点,质点的极限速度为多少呢?这个问题的回答是肯定的,接触力的运动速度就是加速质点的极限速度。不可能出现帆船速度大于风速的现象。

看来靠接触力加速质点,质点的极限速度受力的运动速度的制约,并且接触力对质点的加速过程中不满足恒力的条件,作用力是随物体的运动速度的增高而减小。接触力加速质点,质点的极限速率受力源速度的制约,有一定的力源速度,就有相应的质点运动速率。

对于非接触力,电场力、磁场力和万有引力。这些力都不存在力的运动速度,例如说,我们把一电荷放入电场中,电荷在电场力的作用下会产生加速运动。电荷从静止到加速运动,最后的速度趋近光速的的整个过程中电荷所受到的力是否恒定不变呢?对于这个关键性的问题,前人并无作过祥尽的研究。对此问题始终是默认该力的恒力性质,一直沿袭到现在。好象这个问题太简单了,电场中的电荷无论是静止的还是运动的、甚至接近光速运动,这个过程它始终是在均匀的电场中完成的,电荷只要在电场中它就会受电场力的作用,也无论电荷的运动速度的大小,电场力对它的作用力是恒定不变的。很显然,电场力对电荷施加的力满足恒力的条件,电场力就是恒力。因为我们每个人不可能相信测定一个电荷在电场中静止时受力为F,当它在电场力的作用下运动时受力就会小于F的可能性。

电场力是恒力吗?我在《力速度与物质的极限速率》一文中对电场力作了初步分析,否定了电场力、万有引力和磁场力是恒力的可能性。趋近光速的带电粒子在电场中为什么不再加速呢?我把这个现象同风中运行的帆船相类比,结论是:趋近光速的粒子不再受电场力的作用,粒子不受电场力的作用,也就不会再有加速运动了。
我们不要总是认为在风中的帆船一定会受风力的作用。当帆船的速度与风速相同时,帆船会受力的作用吗?如果说是你站在岸边观看帆船比赛,你感到是大风天气,而对于运动速度等于风速的帆船上的人来说,他并感觉不到风的存在。看来,“力也具有相对性”,力同时作用于A、B两点,A点受力的作用,而B点不受力的作用。说到这里大家还是难以理解的,因为风速在实际中是可以测量的,风力的确存在有作用力速度,存在A点受力的作用,而B点不受力的现象,这一点是完全可以理解的。但电场就不同了,它是静止场,与速度毫无连系,不存在作用力速度。它咋能与风力相类比呢。难道说静电场同流体一样,是有一种类似于一种以太的物质从正电荷流出,又高速流进负电荷的方向吗。如果是这样的话,依据是什么。是以“以太流动速度”来确立电场力速度吗?带着这些疑问不妨再往下看看相关的分析。

静电场与速度的关系,必须从运动的电荷与其场的关系中导出。例:在A点有点电荷QA,在距离A点为r的B点有一检验电荷QB(下面图中所示)



o----A(QA)------------------------------------------B(QB)--------------> x(E)
{------------------r---------------------------}

对于观测者B(检验电荷)相对于电荷A处于静止状态,观测者测定电荷A所建立的电场在B处的场强为E1。我们假定在此之后的T时刻电荷A向X的正方向有一定的位移,而对于B点的观测他不可能同一时刻T就受到电荷A位移的影响,而是在较晚是时刻才能引起B点场强的变化。B点所推迟的时间取决于AB两点之间的距离r与电场的传播速度,所推迟的时间为r/c。这也就是所谓电场传播的推迟现象。这也就是说,A点的电荷要改变对B点电荷的作用力并不是一个瞬间的过程,电场力的传导是以一个有限速率传导的,电场力的传导速度等于光速C。

电场的力传导速率C,我们只有在运动的或变化的电荷才能显示出电场的这种性质。变化场与速度的关系未能在静电场中直接显示出,但我们从以上的例子中可以看出,静场也具有同样的性质。只不过不容易显示出来罢了。凡是场力都有一个力的传导速度,电场力、磁场力和万有引力的力传导速率为光速C。两电荷间的作用是通过其场来实现的,通过无形的场完成我们可以看得到的,同性相斥,异性相吸现象。

假定上图中起先仅有A点电何而B点无电荷。A电荷在其空间建立了电场。在某一时刻我们放在B点一个与A同性的电何,但是B电荷并不是瞬间就受到A电荷的排斥力,而是经过了r/c时间后B电荷才受到电场的力作用。如果B电荷的一出现(在外力的作用下)是以光速向-x运动,那么对于A电荷来讲,它根本不可预知B的电荷的存在与运动,只有B电荷撞击到A点时,两电荷才能有相对排斥力。显然,由于电场力自身的力传导速度为一有限值--光速,当电场中的电荷在电场力的作用下加速至光速时,这也就表明了电荷的运动速度与电场的力速度相同,已不存在力的作用了。不存在力的用力它也就不会再有加速度了。所以说趋于光速的粒子,它的作用力趋于零,加速度也趋于零,惯性质量还保持恒定不变。物体的惯性质量是不随速度所改变的量。

在质速关系式中,惯性质量f/a的比值随速度增大。在这个关系式中f是不随速度的变化而变化是量。如果我们认同了电场力的恒力性质,是会形成物体的惯性质量随速度增大的关系式。反过来讲,如果电场力根本就不符合恒力的条件,它是随速度减小的变力。那么就会出现随着速度的增高,作用力F减小,加速度a也减小。这样就形成了惯性质量f/a还保持恒定。

如果说电场力和磁场力、万有引力是非恒力,这也就划定了库仑定律和万有引力定律的适用范围,两定律仅适用于两质点或电荷相对处于静止,或相对运动速度u<


逆子
 [25楼]  作者:逆子  发表时间: 2000/08/18 17:05 

再试一下最后段的上传
如果说电场力和磁场力、万有引力是非恒力,这也就划定了库仑定律和万有引力定律的适用范围,两定律仅适用于两质点或电荷相对处于静止,或相对运动速度远小于光速时才能成立。举这样一个例子,在地球的引力下,一个以光速下落的物体,我们通常运用牛顿万有引力定律来计算该物体所受到的万有引力的大小,其结果是该物体受到地球引力的作用。如果我们排除了恒力存在的可能性,认清了场的速度本质,这个问题就无需去计算便知,该物体的运动速度等于作用力速度,在这种情形下,该物体根本不受地球万有引力的作用。牛顿第一运动定律也可以解释这一现象,“任何一个物体都保持静止的或匀速直线运动的状态,除非物体受力的作用被迫改变这种状态”。当无阻力存在时自由落体以光速匀速下落,这就说明了它不受力的作用。至于说为什么不受力的作用,我们还是返回到场本质探讨的问题上来,本来是一个简单的问题,仅是明确一下力与速度的关系即可,是一个恒力存在与否的问题。而无需什么“无穷质量”的荒谬论。



逆子
[楼主]  [26楼]  作者:老鹤  发表时间: 2000/08/19 17:58 

很久不见yanghx兄了,莫非在埋头修炼?
1:你可能没注意到,或者你在写此文时没仔细斟酌。其实我还认为一个匀速运动的电荷也会释放能量(间接地释放电磁波)而自己停下来。

2:“恒力存在吗?我对此产生质疑。”---------你的观点我很赞同,但目前说服力还嫌不够,即还不能有力地说服人,尚需要搜集证据和论证,尚需要从更多的角度加以考察来完全确立你的观点。

这个因素是必须考虑的,这点本身没什么疑问,用来反相对论是有一定的力量的,但要建设新理论尚嫌力量不足。-----------至少留给人们一个思考,使人们在考虑相关的问题时不会忽略此一因素,“机遇只偏爱有准备的头脑”,你的观点至少使人们的头脑有了相关的准备,这点本身就很有价值。让我们一起来寻找证据吧。

实际上,当速度很大时,若力保持恒定,就要求它的功率很大---------你也可以从能量角度出发给以考察。

3:“对于观测者B(检验电荷)相对于电荷A处于静止状态,观测者测定电荷A所建立的电场在B处的场强为E1。我们假定在此之后的T时刻电荷A向X的正方向有一定的位移,而对于B点的观测他不可能同一时刻T就受到电荷A位移的影响,而是在较晚是时刻才能引起B点场强的变化。B点所推迟的时间取决于AB两点之间的距离r与电场的传播速度,所推迟的时间为r/c。这也就是所谓电场传播的推迟现象。这也就是说,A点的电荷要改变对B点电荷的作用力并不是一个瞬间的过程,电场力的传导是以一个有限速率传导的,电场力的传导速度等于光速C。 ”
-----------------
这个图象就很清楚,跟实际结合得也紧密,不象你在给我的信中的那种假设。我很赞成你这种改变。至于电场力传播的速度,你可以猜想它的速度为C,这跟目前的理论比较融洽,但它的速度究竟为多少,我看还得打个问号。

另外,电磁波的传播中有介质电荷的振动,这种振动跟你原先所说的电场波是一个意思吗?你信中谈到了电场波(我已经表明我不赞成你的那个思路,因为从方法上讲有严重脱离实际和空想的倾向,但不反对你作尝试),在后来的帖中你也提到电场波,我搞不清你所指的图象(还是建议你把那信公开为好)。

4:“假定上图中起先仅有A点电何而B点无电荷。A电荷在其空间建立了电场。在某一时刻我们放在B点一个与A同性的电何,但是B电荷并不是瞬间就受到A电荷的排斥力,而是经过了r/c时间后B电荷才受到电场的力作用。如果B电荷的一出现(在外力的作用下)是以光速向-x运动,那么对于A电荷来讲,它根本不可预知B的电荷的存在与运动,只有B电荷撞击到A点时,两电荷才能有相对排斥力。显然,由于电场力自身的力传导速度为一有限值--光速,当电场中的电荷在电场力的作用下加速至光速时,这也就表明了电荷的运动速度与电场的力速度相同,已不存在力的作用了。不存在力的用力它也就不会再有加速度了。所以说趋于光速的粒子,它的作用力趋于零,加速度也趋于零,惯性质量还保持恒定不变。物体的惯性质量是不随速度所改变的量。 ”
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知道你试图表达一个意思,但前边的部分又有点勉强了(哈哈,我又挑骨头了~~),请注意“过程”的连续性-----------这可能太强你所难了。

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