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上一主题:感谢北京相对论研究联谊会吴水清... 下一主题:的确,我证明了您观点的正确性,但...
请教各位
[楼主] 作者:云野鹤  发表时间:2005/03/03 16:31
点击:256次

在太空舱中(失重条件)用一个足够小的透明密闭的容器(不计质量)封住部分空气,然后打开舱门,将剩余的空气放入太空。此时由于容器中空气分子运动各向同性,容器相对静止。关闭舱门,打开容器,重复以上过程,直至容器中只剩一个空气(何种气体无所谓)分子,此时会发生什么情况?此分子(容器)静止?运动?
  太空舱一直处于充足的阳光照射之下。

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陀螺支撑着宇宙
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 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/03 18:05 

这是一个宏观平均与微观涨落的矛盾问题.其实您一开始说的"各向同性"本身就是一个近似概念.绝对严格的"各向同性"是不存在的,除非

这是一个宏观平均与微观涨落的矛盾问题.其实您一开始说的"各向同性"本身就是一个近似概念.绝对严格的"各向同性"是不存在的,除非您的容器内分子数是无穷大.

 涨落与分子个数的平方根成反比.

您的容器内分子数有限,所以涨落必然存在,各向同性做不到.这份涨落与您最后的一个分子的方向性是有紧密联系的.

[楼主]  [3楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/03 19:54 

博士先生好,这个分子是静是动?

您的意思是它有方向,那必然是动了,如果此时采取措施使其静止,然后取消限制,现在太空舱中只有一个初始状态静止的分子,他将保持静止吗?



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 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/03 20:14 

加入限制条件,当然可以让它静止(相对太空舱的静止)
请教各位
[楼主]  [5楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/03 22:15 

他将保持静止状态,同样可以使更多的分子保持静止。
也许能够得到一定体积的、不做布朗运动的气体,可能吗?

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陀螺支撑着宇宙
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/03 22:30 

当然可以.玻色-爱因斯坦凝聚就是这么一种状态,所有原子处于简并状态,全部原子用一个波函数描写,
请教各位
[楼主]  [7楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/03 23:03 

这种状态对温度有要求吗?


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[楼主]  [8楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/04 00:31 

顺便问一句,由谁知道“数学水妖”问题的具体内容?


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 [9楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/04 03:52 

需要在一定的温度之下.
请教各位
 [10楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/03/04 21:11 

瓶子第一次放空它就是运动的,剩一个分子时瓶子也是运动的.这是动量守恒问题.
请教各位
[楼主]  [11楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/04 21:51 

就是说在常温下分子不会静止,哪里来的动力?


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[楼主]  [12楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/04 21:53 

这时传统意义上的“动量守恒”是否已经失效?


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 [13楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/04 22:38 

让大量分子静止当然可以做到(激光冷却或者玻色凝聚).但是分子惯性太小,一个小微扰,就可以让分子运动, 因此我们看到的就是分子在动的情形,分子静止的情形反而很少见到. 屏蔽所有微扰,可行吗? 不可行,一个光子就可以加速一个分子,这个分子再碰撞其他分子,大家就都动起来了. 所谓动力,这就是动力.动力无处不在,不存在动力的情形倒反而很难找到了. 所以,您的问题,我觉得没有多少价值.
[楼主]  [14楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/04 22:49 

总之,刚到了分子层面,“动量守恒”就失效了,可以这样理解吗?


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 [15楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/04 22:55 

动量守恒没有违反. 您要说就把问题在同一个帖子中说清楚.请不要版聊.
请教各位
[楼主]  [16楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/04 23:27 

好的,博士先生,我来得晚,不习惯这种版式,抱歉

您说了,分子可以形成凝聚态,既没有运动,但是有温度要求。

现在用阳光加热,他们还能保持凝聚态吗?如果他们或者说那一个静止的分子开始运动了,动力来自哪里?阳光?他是什么形式的运动?布朗运动还是直线运动?



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 [17楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/05 02:10 

阳光提供光子,光子是有动量的.分子吸收一个光子,就有了动量.
请教各位
[楼主]  [18楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/05 10:43 

动量是矢量,具有方向性。既然阳光能够导致地球大气如此剧烈的布朗运动,可见任意小的时刻照射到地球的所有光子的动量总合相当可观。在上百亿年不间断的阳光照射之下,应该将地球推远些才对,可实际上地球却逐步靠近太阳,这里是不是有矛盾?

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 [19楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/05 19:35 

光压的确可以推动天体. 科学家已经设计出太空帆,由太阳光的光压驱动. 所以,太阳光的光压也能推动地球,尽管这个效应可以忽略不计(

动量是矢量,具有方向性。既然阳光能够导致地球大气如此剧烈的布朗运动,可见任意小的时刻照射到地球的所有光子的动量总合相当可观。在上百亿年不间断的阳光照射之下,应该将地球推远些才对,可实际上地球却逐步靠近太阳,这里是不是有矛盾?

[[[[沈回复: 光压的确可以推动天体. 科学家已经设计出太空帆,由太阳光的光压驱动. 所以,太阳光的光压也能推动地球,尽管这个效应可以忽略不计(远远没有落到地球上的宇宙灰尘的贡献大).

另,您说地球在靠近太阳.您是在什么地方看到这个说法的? 我倒看到"地球在远离太阳"的说法,当然,这个远离是由引力常数变小所引起的.]]]]]

[楼主]  [20楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/05 20:17 

非正规渠道,远离和靠近太阳两种说法并存。

光子的动量尽管相当小,但气球上空气分子的总动量却是难以想象地大,假如所有空气分子某一刻运动方向一致,不知会产生多大的力量,这还没算海水。空气的如此大的动量均来自阳光,根据动量守恒,这些阳光也必须具有如此大的动量,而且方向一致,都是从太阳指向地球,这个如此强大的动量还不足以影响地球的运动吗?
不能忽略不计吧?



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 [21楼]  作者:julia132  发表时间: 2005/03/05 21:58 

在没有体系势能的条件下,这个世界各处都是动量守恒的.
请教各位
 [22楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/06 00:04 

您混淆了不少概念:您所谓的动量守恒,只考虑了动量的大小,没有考虑到动量的方向.

光子的动量尽管相当小,但气球上空气分子的总动量却是难以想象地大,假如所有空气分子某一刻运动方向一致,不知会产生多大的力量,这还没算海水。空气的如此大的动量均来自阳光,根据动量守恒,这些阳光也必须具有如此大的动量,而且方向一致,都是从太阳指向地球,这个如此强大的动量还不足以影响地球的运动吗?
不能忽略不计吧?

[[[[沈回复: 您混淆了不少概念:

1. 地球上空气分子的总动量为0(因为大家都在混乱无章地运动),您的"假如所有空气分子某一刻运动方向一致",这个"假如"是空穴来风.

2.阳光加热空气分子, 空气分子具有混乱无章地动量(总和为0),与阳光的动量没有因果关系.]]]]

[楼主]  [23楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/06 16:00 

在轨道空间站,向外释放一个装有M个凝聚状态气体分子的密封容器,在阳光的照射下,一定时间后,气体分子从静止开始运动,每个分子的动量是可计算的,比如等于N,分子们的总动量就是MN,尽管他们运动杂乱无章,近似各向同性,矢量和为0,但不可否认每一个分子都是从静止开始运动的,各自都具有动量。

根据动量守恒,这些动量不可创生,只能来自光子的撞击(如果没有其他途径),所以在这段时间内,照射到气体分子的光子们的总动量也必须等于MN,否则动量不守恒。

由于光的方向是单一的,都是从太阳指向容器,因此根据动量守恒,这段时间内,容器将获得沿光线方向的动量=MN,所以容器将沿光线的方向运动,而且速度可观,也就是容器将被阳光推得越来越远。

博士先生,这与现实不符,我以上论述哪里出了问题?



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[楼主]  [24楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/07 15:26 

博士先生请作答
就当是做好事,解除我的疑惑

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 [25楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/07 18:25 

您的帖子大错特错!光子赋予分子的主要是能量,而非动量. 分子的动量来自分子之间的互相碰撞反弹. 给您一个计算:

在轨道空间站,向外释放一个装有M个凝聚状态气体分子的密封容器,在阳光的照射下,一定时间后,气体分子从静止开始运动,每个分子的动量是可计算的,比如等于N,分子们的总动量就是MN,尽管他们运动杂乱无章,近似各向同性,矢量和为0,但不可否认每一个分子都是从静止开始运动的,各自都具有动量。


根据动量守恒,这些动量不可创生,只能来自光子的撞击(如果没有其他途径),所以在这段时间内,照射到气体分子的光子们的总动量也必须等于MN,否则动量不守恒。

 

[[[[[沈回复:

我现在才看到您的帖子.

您的帖子大错特错!光子赋予分子的主要是能量,而非动量. 分子的动量来自分子之间的互相碰撞反弹.

通常,可见光的光子的能量是一个电子伏特(10^(-19)焦耳),动量为10^(-30)Kg.m/s, 而一个常温下的分子速度为100米/秒到1000米/秒,假设它为1000m/s,质量为10^(-26)Kg,它的动能就是10^(-20)焦耳,动量就是10^(-23)Kg/s.可以看出: 一个光子的能量(10^(-19)焦耳)大约可以分配(加热)给十个分子(每个分子动能是10^(-20)焦耳). 但是,分子的动量却是10^(-23)Kg/s, 是光子动量的1000万倍, 所以分子动量并非由光子提供,而是由分子之间的互相碰撞反弹提供. 炸药包爆炸,每个质点都有很大的动量,难道也需要靠外界提供动量吗? 非也. 炸药的每个质点的动量来自于爆炸瞬间质点之间的反弹.

以上常识,本人在高中就计算出.

您的错误就在于: 分子向光子取得多少动能,分子也应该向光子取得多少动量. 这是错误的. 常温下,光子的动量比起分子动量来,实在小的可怜; 但是光子的能量比起分子的动能来,实在是大的很. 要不,我么就能看到激光或者太阳光在加热物质的同时,还能看到激光或者太阳光推动物质. 我们为什么没有看到激光或者太阳光推动物质,就是因为:光子的动量比起分子动量来,实在小的可怜.

]]]]]


由于光的方向是单一的,都是从太阳指向容器,因此根据动量守恒,这段时间内,容器将获得沿光线方向的动量=MN,所以容器将沿光线的方向运动,而且速度可观,也就是容器将被阳光推得越来越远。

[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

沈回复: 您的动量=MN公式表明:您还在犯您的老错误: 只考虑动量大小的"守恒",没有考虑方向的"守恒". 当然,这个错误是次要的.您的主要错误还在于上面的那个错误.]]]]]


博士先生,这与现实不符,我以上论述哪里出了问题?


[楼主]  [26楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/07 20:21 

博士先生明鉴

我所说的分子是从凝聚状态开始,分子们相对于容器静止。此时他们自身不具有任何动量。

在光加热后,所有的分子从静止开始了运动,每个分子都具有了动量。

这个分子从静到动、动量从无到有的过程,如果不是来自光子,那必然还有其他原因,如果只是这些分子自身发生的事件,那只能认为分子们创生了动量。



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 [27楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2005/03/08 00:31 

一个光子撞击一个分子, 分子吸收了光子的部分能量,却可以使得光子反弹(与原来光子动量反向). 这个反弹的光子再去撞击其他分子,

我所说的分子是从凝聚状态开始,分子们相对于容器静止。此时他们自身不具有任何动量。

[[[[[沈建其回复:

我上面的计算,正是基于假设一开始分子全部静止.]]]]]]]]


在光加热后,所有的分子从静止开始了运动,每个分子都具有了动量。

[[[[[沈建其回复:

一个光子撞击一个分子, 分子吸收了光子的部分能量,却可以使得光子反弹(与原来光子动量反向).  这个反弹的光子再去撞击其他分子,使得其他分子获得动能,同时也可以使得光子再次反弹(与原来光子动量反向). 以上许多过程,在效果上可以看作是分子之间的碰撞反弹作用,光子可以看作为分子之间的传递碰撞作用的媒介.

经过一系列碰撞反弹,光子逐渐"软化"为低能光子,直至全部能量都传递给分子. 这就是加热作用.但是,每个分子的动量(10^(-23)Kg.m/s)来自哪里呢?来自光子? 非也.光子的动量只有10^(-30)Kg.m/s,小得可怜. 每个分子的动量主要来自分子之间的反弹(反弹机制见上面描述). ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]


这个分子从静到动、动量从无到有的过程,如果不是来自光子,那必然还有其他原因,如果只是这些分子自身发生的事件,那只能认为分子们创生了动量。

[[[[[沈建其回复:

我觉得您对动量定理没有学好.

您仍旧在犯那个老问题: 只顾及动量的大小,没有顾及动量的方向.

炸药爆炸,质点飞散,朝东飞的质点有动量p,超西飞的质点有动量

-p. 如果您只顾及动量的大小,没有顾及动量的方向,那么动量倒的确"创生"了.但是您忘记了动量的方向,炸药所有质点的动量之和为0, 动量哪里创生了?

同样,气体分子吸收光能, 彼此之间有了动量,这些杂乱无章的动量都来自气体分子互相反弹. 全部分子的动量和(注意:不是数量和,而是矢量和)十分微小,几乎为0, 这个十分微小的矢量和才等于那个光子的动量.]]]]]]]]]]]

 [28楼]  作者:和满  发表时间: 2005/03/08 20:13 

不能“忽略不计”。

[[[[沈回复: 光压的确可以推动天体. 科学家已经设计出太空帆,由太阳光的光压驱动. 所以,太阳光的光压也能推动地球,尽管这个效应可以忽略不计(远远没有落到地球上的宇宙灰尘的贡献大).

“太阳对地球的光压”不能忽略不计。与“落到地球上的宇宙灰尘”不同。前者是一直是有方向性的,后者近似各向同性(以地球质心为原点,地日质心连线为X轴)。

既然,光压能推盘子,是物理事实。以“亿年”为时间单位,前者积累效应是巨大的。

要处理这个问题,不难。例如,加入太阳光压对地球轨道的影响,修正目前对太阳质量的运算值,可能就可以。

[楼主]  [29楼]  作者:云野鹤  发表时间: 2005/03/09 22:53 

明白了
您的意思是这个光子像种子一样,引起了静止的分子们的连锁运动,因此分子们个个都具有了动量,是这样理解吗?

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