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有网友说我不懂物理，让我很伤自尊，决心写点儿有水平的东西！
物理学的基本任务是描述最基本的物理量之间的关系，比如力学的基本任务就是描述运动与力的关系，运动的量度最初只有“位移”一个物理量，随后有了位移的变化率——“速度”这个物理量，随后又出现了速度的变化率——“加速度”这个物理量。只要得出了位移和力的关系，就可以计算出速度和力、加速度和力的关系。因此我们就来重新考察一下力学中最基本的关系——位移和力的关系。 可能大家会说，这种最简单的物理关系有什么好研究的，然而人类弄懂这个关系却花了数千年的时间。 人类从最基本的物理现象入手得出了不同的力——位移关系： 虎克从物体弹性形变现象入手，得出了位移（S）与力（F）成正比的虎克定律：S=kF 亚里士多德从马拉车现象入手，认为位移的变化率（速度V）和力成正比：V=kF或S=KFt （t表示时间） 伽利略和牛顿从光滑斜面上的滚珠现象入手，认为速度的变化率（加速度a）和力成正比：a=kF或s=KFt2 以上三种不同的力——位移关系是建立在不同的模型假设之上的。 虎克的力——位移关系使用的完全弹性模型，该模型中没有考虑物质的惯性，因为遗忘了物体最基本的属性——惯性，因此虎克的力——位移关系并非瞬时对应关系。 亚里士多德使用的是阻力与速度成正比的模型,因为他遗忘了阻力也是力,因此他得出了“力是维持物体运动速度的原因”的错误结论。 牛顿使用的是完全惯性模型，因为在存在机械波的媒质中，媒质的弹性已不再起作用，媒质对振源的阻尼完全由振源至第一个波峰(或波谷)该范围内所有媒质中质点的惯性阻尼提供的,该阻尼力的大小和媒质的弹性系数没有任何关系,这时媒质另一端和振源端对外提供的压力已不再时时刻刻大小相等、方向相反了，然而这（媒质两端对外提供的压力时时刻刻大小相等、方向相反）恰恰是虎克定律成立的前提条件！因此在机械波中，虎克定律已完全实效了，因为牛顿使用的是完全惯性模型，因此牛顿定律可以完美地解释机械波。 然而电磁学的基本任务又是研究哪个物理量与另一个物理量之间的关系的呢？可能有人会说，电磁学中的物理量和物理关系非常多，不要想象的跟力学一样简单。的确是比力学复杂，但也不要被困难吓倒。 其实电磁学中许多的物理量之间关系是有联系的： 一、电流强度I可以用电场强度E的变化率（位移电流）或电场的平移速度（传导电流）来表示，然而这两种电流都可以表示为：穿过某（电容器或导线）截面的电力线条数的变化率表示，请容许我重新定义一个物理量：电力线的条数用S电表示。因此电流强度I可以用S电的变化率表示，正如速度V可以用位移S的变化率表示一样。 二、电压U也是一个可以被取代的物理量，电压的本质是什么？我们都知道：均匀变化的磁场可以产生恒定的电压，请容许我重新定义一个物理量：磁力线的条数用S磁表示。因此电压U可以用S磁的变化率表示。好了，到此为止我的罗嗦话就完了，我想请大家考虑一下，电压U和电力线的条数用S电到底是一种什么关系？！ 科学实验为我们提供了三种模型： 一、 完全电容性模型 在这种模型中假设电场只有电容性，不具有电感性（也被称做电磁惯性），这种模型的具体实例有两种： 1．电容器两端的恒定电压U可以在电容器内部产生恒定的电场强度（或恒定的电力线条数S电），相当于力学中：弹簧两端恒定的外力可以产生恒定的形变量。因为没有考虑弹簧的惯性，因此上述关系并非瞬时对应关系，仅仅在弹簧在经过一段振荡时间后，最后停留在了平衡位置。但电容器的这段震荡时间非常短暂，不易被人们观测到。上述关系表示为： U=KS电 相当于 F=KS 电场势能W电=1/2KS电2 相当于 弹性势能W=1/2KS2 2．均匀变化的S磁可以在其周围产生恒定的（环型）电场。这也是个绝对真实的实验事实，人们根据该事实制造了电子感应加速器。 通过上述模型，我们可以得到S磁和S电之间的关系：均匀变化的S磁（恒定电压的本质）可以产生恒定的S电。这正是麦克斯韦方程组中所描述的规律。 上述两个例子中有一个共同的特点是：电容器之间和变化磁场周围是真空，是绝缘体，电荷（电场、电力线）不可以在其中自由移动。正如在虎克定律中一样，弹簧是固定不动的，弹簧只可以形变，而不可以平动，它不可以象伽利略的小球一样可以自由滚动。 二、 完全电阻性模型 在这种模型中不考虑电场的电容性（弹性），也不考虑电场的电感性（也被称做电磁惯性）。 仍然采用上述的例子，假如连在电源两端的不是电容器而是有电阻的导线，均匀变化的磁场周围不真空而是首尾相连的有电阻的导线，情况会是什么样子呢？ 恒定的电压会产生恒定的电流； 均匀变化磁场周围的导线中会产生恒定的电流。 上边我们分析过了：电流强度I可以用S电的变化率表示，因此可以得出如下结论： U=IR即：均匀变化的S磁（恒定电压的本质）可以产生均匀变化的S电（公式为：△S磁=KS电t）。这与麦克斯韦方程组中所描述的规律是不符合的。 上述模型中，我们没有考虑S电的电容性（弹性）和电感性（惯性），那么电压做的功哪里去了？放心，能量不会消失。电压做的功完全转换为电流克服电阻产生的热能了。即W=U I t ，正如在亚里士多德的马拉车模型中，如果不考虑车的形变（弹性）和车的动能（惯性），那么马马不停蹄地拉一天车，其做的功就全部转换为热能了（摩擦生热）。 三、 完全电感性模型 在这种模型中不考虑电场的电容性（弹性），只考虑电场的电感性（也被称做电磁惯性）。 仍然采用上述的例子，假如连在电源两端的不是电容器而是无电阻的导线，均匀变化的磁场周围不真空而是首尾相连的无电阻的导线，情况会是什么样子呢？ 恒定的电压会产生均匀增大的电流；（匀加速运动） 均匀变化磁场周围的导线中会产生均匀增大的电流。 上边我们分析过了：电流强度I可以用S电的变化率表示，因此可以得出如下结论： U=K△I即：均匀变化的S磁（恒定电压的本质）可以产生加速变化的S电（公式为：△S磁=KS电t2）。这同样与麦克斯韦方程组中所描述的规律是不符合的。 上述模型中，我们没有考虑S电的电容性（弹性）只考虑S电的电感性（惯性），因此电压做的功完全转换为电流的动能了。即W=KI2 =1/2m电V2，正如在伽利略的模型中，外力做的功全部转换成了动体的动能。关于电场的惯性质量m电的计算过程，详见《进化的力学》中的相关内容。 唠叨了半天，还没有谈到正题。现在开始谈论正题了！在电磁波中S磁和S电到底是一种什么关系？到底应该使用上述三种模型中的哪一种呢？ 首先在此澄清一个问题，并不是按照虎克定律运动的弹簧振子中的弹簧就没有惯性，并不是按照伽利略惯性定律运动的小球就没有弹性。物质的属性与物理公式无关。但是，请认真思考一个特殊情况：当一个频率很高的交变外力作用在一个弹性媒质上时，该媒质对该外力的反作用力和该媒质的弹性系数有关系吗？没有关系！绝对没有任何关系！！对于同一种媒质来说，该反作用力只与外力（振源）的频率和振幅有关！ 在机械波中，媒质整体上并没有发生移动，似乎研究媒质的运动应该使用虎克定律而不能使用牛顿运动定律。这样理解就大错特错了，虽然媒质整体没有移动，但媒质中的每个质点都在其平衡位置处做（符合牛顿运动定律的）惯性运动，每个质点的运动规律详见《进化的力学》中的“面积定律”。 因为麦克斯韦的方程组使用的是完全电感性和完全磁感性模型，因此麦克斯韦对电磁波的解释是完全错误的。原因如下： 1． 按照麦克斯韦的理论，电流周围的磁场强度和电流强度成正比，但在电磁波中，电流（振源中）强度最大时，其周围的磁场强度却是零，电流强度为零时，其周围的磁场强度却最大！ 2． 按照麦克斯韦的理论，电源无法向外辐射能量，因为电源在半个周期内做正功，半个周期内做负功！平均功率是零。 3． 麦克斯韦对光速的计算过程是错误的，证明过程详见《进化的力学》中的相关内容。 如何区别机械振荡和机械波，在机械振荡中，外力最大时，力的作用点的速度是零，外力为零时，力的作用点的速度为最大；在机械波中，外力最大时，力的作用点的速度为最大，外力为零时，力的作用点的速度是零。具体定量关系详见《进化的力学》中的图象。 如何区别似稳电路和电磁波，在似稳电路中，电压（或S磁的变化率）最大时，电流强度是零，电压（或S磁的变化率）为零时，电流强度为最大；在电磁波中，电压（或S磁的变化率）最大时，电流强度为最大，电压（或S磁的变化率）为零时，电流强度是零。具体定量关系详见《进化的力学》中的图象。 唠叨了半天，总感觉没有全部倒出来！！难啊！曲高和寡阳春白雪啊！！大言不惭啊！！！ ※※※※※※ 当用加速度计测量地球加速度的实验出现零结果后，无人惊呼：难道地球的加速度是零？！难道地球是宇宙中心？！当mkex-ml实验测量地球速度是实验出现零结果后，人们又何必惊呼：难道地球静止在绝对空间里？难道地球是宇宙中心？ |