来源:科学网。 能量动量守恒和新的能量守恒定律。 立志科学网博客 2021.8.28
概括:
守恒定律是物理学的基本定律。 动量守恒定律和质量能量守恒定律是两个重要的定律。 质量是凝固的能量,能量是看不见的质量。 这两种形式是物质的两种不同表现形式。 动量和能量一样什么时候用角动量守恒,是客观存在什么时候用角动量守恒,是物质存在的体现,不会凭空消失。 洛伦兹变换只是一种坐标系变换,属于观察者效应,不能用来计算物质固有物理量的变化,如物质的质量、能量等。
将动量与能量结合起来定义能量动量,是守恒的新视角; 从而导致动态质量和动态能量的重新定义。 由此可以推导出能量和动量守恒定律、动态能量守恒定律、动态质量守恒定律以及能量质量动量公式。
分析表明,几个代表性实验的解释困境可以在能量动量框架内得到令人满意的解释。
关键词:
能量动量守恒 动态能量守恒 动态质量守恒 能量质动公式 动态质能方程 洛伦兹变换
相对论提出的质速关系突破了牛顿物理学的框架[1][2]。 然而,在与质量、动量和能量相关的实验中却引起了不同的解释或问题[3][4][5][6]。
守恒定律是物理学的基本定律。 动量守恒定律和质量能量守恒定律是两个重要的定律。 相对论建立的质能关系表明,质量和能量是等价的。 质量是凝固的能量,能量是无形的质量。 这两种形式是物质的两种不同表现形式。 同样,动量和能量一样,是客观存在,是物质存在的体现,不会凭空消失。 运动是一种客观物理现象,动量与能量、质量一样,是物质的表现形式之一。 因此,可以认为运动本身是一种看不见的物质,因而具有能量; 质量可以有动量,能量也有动量。
由于动量和能量代表不同的物理性质,目前尚未找到协调统一的处理方法。 本文发现能量可以有动量的定义,称为能量动量,并且是守恒的; 从而导致动态质量和动态能量的重新定义,即动态质量或能量是内在质量或能量与运动质量或能量的总和; 质量、动量、能量三个守恒定律可以合二为一,它们是物质守恒定律的不同表现。
这种新的守恒定观建立了三者之间的内在联系,修正了现有的动质量和动能量的计算方法,统一了宏观世界和微观世界的质量速度关系和能量速度关系,可以令人满意地解释目前的实验结果。 丰富人们对物质世界的理解的问题。
1. 新守恒定律
1.能量和动量守恒定律
将能量动量定义为能量与速度的乘积,总能量动量为能量与光速的乘积,并区分内能和动能。
总能量动量=内在能量动量+运动能量动量
当运动速度V接近光速时,总能量动量接近其自身能量动量的两倍。
(传统观点认为能量状态下物质的动量为:
那么动量守恒公式为:
两种形式的动量守恒公式是等价的)
将方程两边同时除以光速C,我们可以推出:
2.动态能量守恒定律
总能量=内在能量+运动能量
当运动速度V接近光速时,总能量接近其自身能量的两倍,这与狭义相对论中动能接近无穷大的结论完全不同。
将方程两边除以光速C的平方可得:
3. 动态质量守恒定律
总质量=内部质量+移动质量
当运动速度V接近光速时,总质量接近自身质量的两倍,这与狭义相对论中动态质量接近无穷大的结论完全不同。
4.能量质量动量公式
将动态能量守恒定律方程右边的能量用质量和动量代替,可得:
5. 动态质能方程
将动态能量守恒定律方程右边的能量用质量代替,可得:
其中:P=Mh*V动量,Ez总能量,Eh本征能量,Mz总质量,Mh本征质量,V能量源速度,C光速。
2.思想实验 1.能量和动量守恒实验
动量和能量一样,是客观存在的,也是物质的表现形式,不会凭空消失。 假设高速列车上有一辆汽车与火车同向运行。 根据动量守恒定律,汽车的总动量应该是火车速度V1加上汽车速度V2乘以汽车质量M之和。根据质量与能量守恒定律,质量与能量可以互相转换。 假设汽车的所有质量都转化为光能E,并且汽车与火车同向运行,则动量仍应守恒E*C=M*C2*C+M*C2*V1。
2.多普勒光电效应实验
假设在相距 10 公里的 p 点和 q 点有两列火车 A 和 B。 A列车的尾部装有发光源。 发出的光的波长正好小于产生光电效应的频率,即截止频率,而列车B的车头装有一块产生光电效应的金属板,形成照明电路与车头灯。
列车B以相对较高的速度从q点移动到p点。 A列车打开光源,将灯光照射在B列车机车的金属板上。当B列车接近A列车时,B列车机车的灯亮了吗? 如果它不亮,就违背了现有的已知观察和逻辑推理。 因为光的频率发生蓝移,达到触发光电效应的阈值,即极限频率,所以B列车机车的灯应该点亮。
相反,假设有两列火车 A 和 B,都在 q 点。 A列车尾部装有发光源,发出的光的波长正好大于产生光电效应的频率,即极限频率,而B列车车头装有产生光电效应并与大灯形成照明电路的金属板。 列车A打开光源,将光线照射到机车B的金属板上。当列车A以较高的速度远离p点时,机车B的灯应由亮变为灭。
这个实验证明了动态能量守恒定律。 1960年的一次实验也得到了同样的实验结果[3]。
动态能量守恒定律可以解释,高速列车同时发出与地面频率相同的光,这是有本质区别的。 相同的是光速,不同的是光的能量。
该定律还解决了多普勒效应中光频蓝移时能量是否发生变化且来源不明的问题。
3.质子帆实验
选择具有一定厚度、能够完全阻挡高速运动的质子的材料制成帆,并将其固定在特制的平板卡车上。 将汽车放在光滑的表面上,用一定数量的高速质子正面撞击帆。 由于汽车与光滑物体表面之间存在一定的摩擦阻力,根据相对论的计算结果,高速运动的质子的动量非常大。 例如,单个质子的速度达到光速的99.999%,其动量的γ系数为223.61倍。 一定数量的质子的总动量会使汽车快速移动; 根据新的动量守恒定律,高速运动的质子的动量很小,无法克服摩擦阻力,所以汽车不会移动。
根据守恒定律,运动物体的动量既不会凭空产生,也不会凭空消失。 两者动量值相差110倍以上,足以通过设计的实验观察到。
这个实验可以确定相对论的动量计算公式或者动量守恒定律的动量计算公式是否正确。
实验会发现一定数量的高速质子无法使汽车移动。 由此可见,新的守恒定律是正确的。
4. 组合碰撞实验
定义:
融合碰撞:指两个物体碰撞后合二为一的碰撞。
假设有两列火车A和B,火车A和B的质量均为m。 列车 B 停在光滑的轨道上并且静止。 列车 A 以速度 V0 与列车 B 正面相撞。 碰撞后,A车和B车合二为一,移动速度为Vt。理想情况下,能量损失对碰撞后速度的影响可以忽略不计。 求碰撞后火车的速度Vt。
利用牛顿理论体系和爱因斯坦相对论中的动量守恒定律和能量守恒定律,有四种计算方法来计算火车碰撞后的速度。 然而,物体碰撞后的速度只能有一个值,且是唯一的。 因此,可以确定四个守恒定律只有一个是正确的!
实验是检验理论正确性的唯一标准。 新能量守恒定律的计算结果与牛顿理论体系中动量守恒定律的计算结果相同。
因此,可以判断新的能量守恒定律是正确的。
5. 动态质量测量实验
将质子加速到接近光速的99.999%,相对论计算出其动态质量是质子静态质量的223.61倍,但根据新质量守恒定律,仅为1.99999倍。 让它进入电磁场,对其施加反向减速电磁力。 由于动质量、电磁力和速度之间存在函数关系,并且已知电磁力和质子的初始速度数据,因此可以测量质子在电磁场作用后的速度。 通过质子的减速数据可以计算出质子的动态质量,并可以验证该动态质量值对应于哪个理论值。
可以判断新的动力学质量守恒定律是正确的。
3.验证实验
1. 动态质量验证实验
可以对具有静态质量的物质的动态质量进行相应的实验[4][5]进行验证。 现有的大型强子对撞机可以将基本粒子的速度加速到接近光速。 根据相对论,其动质量的函数表达式为:
如果质子加速到光速的99.99%和99.999%,它的动态质量将分别是其静态质量的70.7和223.61倍。 根据新的动态质量守恒定律,其总质量仅为静态质量的1.9999和1.99999倍。
加速到光速 99.99% 和 99.999% 的质子可以穿过已知强度的电磁场。 因为质子携带的电荷被认为是固定值,所以它在电磁场中受到的力也是固定值。 它的轨迹是可以测量的,并且它的轨迹与质量成正比。 因为根据新的动态质量守恒定律,计算出其质量分别为1.9999和1.99999。 两者相差很小,运动轨迹应该是近似的; 而根据主流观点,计算出它们的质量分别为70.7和223.61,预测的运动轨迹相差很大。 哪个理论预测值正确可以根据实验结果来判断。
现有带电粒子在均匀磁场中运动轨迹的实验结果表明[5],当电子速度为光速的99.08%和99.92%时,主流理论预测圆周半径为11 cm和33 cm,但实际测量结果表明,运动轨迹圆周半径约为18cm,与动质量守恒定律预测的运动轨迹圆周半径近似的结论相符。
2. 动态能量验证实验
具有静止质量的物质的动能可以进行相应的实验。 相对论认为其动能的表达式为:
例如,当电子速度为0.9997c时,电子的动态能量是静止能量(20MeV)的40.82倍。 根据动态能量守恒定律,其能量值仅为静态能量的1.9997倍。
在量热法验证质速关系中[6],不同能量的电子能量与温度的关系曲线清楚地表明,电子能量为1.6、6、8、10、12、15 Mev时的测量温度略高于牛顿理论值,远低于相对论理论值,几乎和牛顿理论值一样是一条水平线。 这一实验结果与动态能量守恒定律计算出的能量值的预测结果完全一致,与温度接近。
这清楚地解释了高速运动的带电粒子撞击实验中能量损失的奥秘。 带电粒子根本没有主流理论预测的那么高的能量值。
4 结论与讨论
根据不同能量电子在均匀磁场中运动模式的实验[5]、质速关系的量热验证[6]以及思想实验验证结果,可以判断各动态守恒定律的推导是否合理。 。
动量和能量一样,是客观存在的,也是物质的表现形式,不会凭空消失。 人们普遍认为,运动中物质的质量和能量与静止时物质的质量和能量不同。 目前相对论的主流观点是,随着静止质量的物质增加,物质的质量和能量逐渐增加。 当速度达到光速时,物质的质量和能量接近无穷大。
然而,根据新的动质量和动能量守恒定律,物质的运动质量和运动能量与其自身的质量和能量乘以系数V/C。 无论物质是否有静止质量,运动都会增加物质的质量和能量。 当物质的运动速度接近光速时,其运动质量和能量接近其自身质量和能量,总质量和能量接近其自身质量和能量的两倍。
物质的动态质量和动态能量的主流观点是基于洛伦兹变换。 运动物质的质量和能量是根据洛伦兹变换公式推导出来的。
当计算接近光速运动的物体的能量时,它是无穷大,这显然不符合守恒定律!
因为物质的质量是已知量,所以它的静止能量也是已知量。 又由于运动状态下的静止质量计算出的动量有极限值,且动量与能量之间存在换算关系,因此无论动量与能量的换算关系如何,总能量不可能是无穷大,必然存在是一个极限值。
运动物体接近光速时的总能量不应该是能量速度公式计算出的无穷大值。 这与能量和动量守恒定律导出的公式(运动中的质能方程:E=mvc+mc^2)矛盾是一致的。
相对性原理只能适用于相对的领域,并不是普遍真理。 宇宙中的守恒定律永远是正确的。 当两者发生矛盾时,守恒定律一定是正确的。
洛伦兹变换只是坐标系变换,属于观察者效应。 它不能用来计算物质内在物理量的变化,例如物质的质量和能量。 即只能计算时间等相对物理量的变化[4][5][6]。
5. 参考文献
[1] WGV,An to the of , and Comp. Ltd.,1964
[2] 人工智能, 的 . 酒吧。 康普公司,1981
[3]RV Pound 和 GA Rebka, Jr. of 。 物理。 莱特牧师。 4(7): 337-341, 1960
[4]杨文雄. 高速运动粒子的质量守恒。 应用数学与力学 19(8):725-729, 1998
[5]姬浩. 均匀磁场中不同能量电子运动模式的实验。 中国科技视点(6): 220, 2009
[6] 季浩. 质量-速度关系的量热验证。 中国科技成果(1):2009年34-35