|
首先我要感谢云野鹤老师提出的这个托马斯进动的问题，并提供了较为翔实的资料，是我能够通过几年的思索，逐步在这个问题上取得进展。 托马斯进动存在于奇数电子的原子里，表现为反常塞曼效应。根据托马斯的研究，提出了电子自旋的概念，使量子力学获得了重大进展。并为电子在原子里做圆周运动提供了依据。 但是，在相对论对托马斯进动的解释中，仍然存在着许多极为错误的地方。 1.“在把核靜止而電子邉拥淖鴺讼缔D換爲電子靜止而核邉拥淖鴺讼禃r，應考慮電子加速而産生的磁場，故自旋軸的進動角速度應作相應的修正，因而其進動率應當是原來計算的一半。”必须指出，如果做这样的转动坐标的变换，那么动量矩守恒定律就失效了。这种变换如同叫学生球太阳绕地球转的向心力一样荒唐，是违反角动量守恒定律的。 2.黄德明吧主曾经就圆周运动发过一个帖子，提出了一个游艇做圆周运动时到底游艇自身是平动还是像月球那样在绕地球一周时自转一圈。我思考下来，认为游艇是由许多具有质量的质点构成的，如果在做圆周运动时自身做平动，是很困难的，因为这样在圆周运动时各个质点的角动量就不守恒了。而如月球能够的圆周运动则符合角动量守恒定律。可是托马斯所谓的电子自转，却是在原子核看来，平动的电子在自转（见刘辽的《狭义相对论》）。反之自转的月球在地球人看来永远一个脸对着地球，倒是不自转的。事实上，平动的物体不会有向心力和离心力，平动的电子也不会因为原子核看来它在自转而产生任何磁场。这样，托马斯用来解释反常塞曼效应的磁场就成为无本之木。 3.根据网络，正电子的自旋方向就是磁场的方向。但是在刘辽的《狭义相对论》中，电子的自旋与电子的速度和绕原子核转的半径在同一平面上。根据洛伦兹力=ev×B，电子的速度v只有垂直于自旋面时，才有最大值，而v与B在一个平面时，因为这个叉积是乘以sinα，各个角度抵消下来洛伦兹力一个是0.我觉得，电子绕原子核转动时应该做黄德明先生提出的第二种带有自身自转的公转。而这种这种也能够产生磁场，但是这个磁场不同于垂直于v的自转产生的磁场。于是造成了反常塞曼效应的谱线。 4.洛伦兹变换尽管是正确的，但是它的引用范围有限。根据我对洛伦兹变换推导的研究，它仅仅是静系光源与动系光源在散发相同能量情况下所需要的不同时间t和t'的关系式。并不能给将其应用于电子等非光子物体。 5.在刘辽介绍的托马斯进动的推导中，对电子进行复杂的洛伦兹变换（且不说电子不能进行洛伦兹变换），其结果仅仅是做了牛顿力学的速度加法。也就是说没有洛伦兹变换也能够得到解释托马斯进动的结果。 6.在刘辽的《狭义相对论》中，还有许多匪夷所思的观点，譬如两根直线分别与第三根直线平行，但是这两根直线竟然不一定平行。 7.托马斯对于圆周运动的物体进行变方向的洛伦兹变换，这在坐标变换上是不允许的。爱因斯坦的洛伦兹变换就指出y=0,z=0。但是竟然获得了成功，这说明洛伦兹变换并不一定只能在一条直线上进行，其原因是洛伦兹变换的本质是能量守恒定律，而不是坐标变换。 8.托马斯进动尽管是一个有很多缺陷、错误的推导，但是它仍然有许多亮点：提出了电子自旋的概念；证明了曲线运动的洛伦兹变换和伽利略变换可以用于能量守恒的物理变换；也证明了电子在原子里确实做的是圆周运动。 综上所述，相对论并不能正确解释托马斯效应，托马斯在处理反常塞曼效应时的亮点均与相对论无关。对于托马斯的研究，我们既要肯定其正确之处，也要修正其因相对论观点而造成的错误或瑕疵。 |
