電子的電量與電荷運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系

1、電子的電量與電荷運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系按照近代基本粒子理論，電磁質(zhì)量主要來(lái)自粒子與真空中凝聚場(chǎng)之間的相互作用，這種真空凝聚場(chǎng)并 造成某些對(duì)稱性的自發(fā)破壞，并影響基本粒子間的配對(duì)，自發(fā)破缺是產(chǎn)生質(zhì)量和電荷的原因，慣性質(zhì)量并不由這類因素決定電磁質(zhì)量的認(rèn)識(shí)現(xiàn)在尚未徹底解決！現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為電磁質(zhì)量由電荷附近的電磁場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)決定，與電荷沒(méi)有多大的直接關(guān)系， 只是間接關(guān)系.電荷附近的電磁場(chǎng)的源是電荷.但當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，電荷附近的電磁場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，如發(fā)生壓縮畸變，其分布結(jié)構(gòu)是速度的函數(shù)，這可見(jiàn)一般教材.于是，電磁質(zhì)量也是速度的函數(shù).現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為電荷影響著物質(zhì)的質(zhì)量，不僅核物理有論述，張一方教授在他的

2、著作粒子物理和相對(duì)論的新探索的“ SU(3)理論的質(zhì)量、壽命公式和它們的統(tǒng)一性” 一節(jié)中 給出的公式：M=M6+Qd(Y+Qd。顯示了電荷電量Q對(duì)于慣性質(zhì)量的貢獻(xiàn).電荷電量隨運(yùn)動(dòng)速度而改 變也是客觀事實(shí)，有些人就給出了 ：Q=Q(1-v 2/C2):當(dāng)電荷速度愈來(lái)愈高時(shí)，它的電磁輻射愈來(lái)愈強(qiáng)，外場(chǎng)對(duì)它的加速愈來(lái)愈弱，當(dāng)達(dá)到光速時(shí)就會(huì)轉(zhuǎn)化為無(wú)電荷、無(wú)靜止質(zhì)量的光子一一場(chǎng)物質(zhì)！ 1、測(cè)量電子速度的實(shí)驗(yàn)用上海應(yīng)用物理研究所的飛秒直線加速器初始段的均勻靜電場(chǎng)加速電子，加速器的五級(jí)能量使電子得到近光速的五種速度和相應(yīng)的動(dòng)能.按照Ein stein的質(zhì)速公式和動(dòng)能公式，電子速度增加導(dǎo)致它的動(dòng)質(zhì)量和動(dòng)能急劇

3、增加，以致于超過(guò)了加速器提供的能量，加速器效率竟大于100%電子的動(dòng)質(zhì)量不但不增加，反而隨其速度增加而下降，加速器效率不僅沒(méi)有達(dá)到100%反而隨著電子速度的增加而降低.電磁作用力的傳遞速度是光速，隨著電子速度趨近光速，電磁場(chǎng)的有效作用力下降使加速器效率下降，加速器提供的能量被浪費(fèi)0.121T電子能量一一圓半徑實(shí)測(cè)值關(guān)系能量E(MeV)201612964半徑R( cm)1818181818182 .電子束流轟擊鉛靶的量熱法實(shí)驗(yàn)季潮的這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在美國(guó)瓦里安公司的2300C/D型直線加速器上進(jìn)行的.按相對(duì)論公式，靜止質(zhì)量為mb，帶電量為q的粒子以速度V在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，滿足的洛倫茲力運(yùn)動(dòng)方程是：6d

4、 mA/ dt 1 -V2/c2二 q(E VB)(1)采用柱坐標(biāo)系，設(shè)電子在z=0平面運(yùn)動(dòng).在均勻磁場(chǎng)中，令R是粒子圓形軌道半徑， 粒子的相對(duì)論動(dòng)量，加速器理論中常用的基本公式是：m V p、(2)qBd -V2/c2qB季頻實(shí)驗(yàn)用的2300C/D型直線加速器產(chǎn)生六種能量分別為4MeV 6MeV 9MeV 12MeV 16MeV和20MeV的電子束.按相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系，速度分別為0.9918c，0.9969c，0.9986c，0.9992c，0.9995c，0.9997c.通過(guò)鉛鐵準(zhǔn)直器垂直射入0.1210T的均勻磁場(chǎng)，按(2)式計(jì)算，電子的圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)為10.94cm »

5、; 16.41cm、24.62cm，32.82cm，43.76cm，54.70cm.然而季顏實(shí)驗(yàn)表明，所有的六種電子都落在感光膠片半徑大約為18cm的上，意味著這些理論上具有不同能量的電子的運(yùn)動(dòng)軌跡幾乎落在同一個(gè)圓上.也就是說(shuō)這些電子的能量實(shí)際上相差無(wú)幾，可以說(shuō)基本上是一樣的！均勻磁場(chǎng)限束遇 電子束流圖1 .不同能量電子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)驗(yàn)從相對(duì)論質(zhì)能笑系的角度，這個(gè)結(jié)果看起來(lái)匪夷所思，如果不是瓦里安公司加速器有問(wèn)題的話.盡管考慮到接 近光速時(shí)，帶電粒子的輻射較大，能量越大的粒子輻射越大，但不同能量的粒子會(huì)通過(guò)輻射達(dá)到完全相同的能 量，落到磁場(chǎng)中的相同點(diǎn)上，這幾乎是完全不可能的然而這個(gè)結(jié)

6、果卻與季獺第一個(gè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，如果進(jìn) 行量熱實(shí)驗(yàn)，理論能量不同的粒子在靶上引起的溫度升高是一樣的.由于以上六種電子的速度都與光速相差無(wú)幾，若按經(jīng)典動(dòng)能公式(2)式，它們 的動(dòng)能應(yīng)當(dāng)是幾乎一樣的.因此季獺和許多網(wǎng)友傾都向于認(rèn)為，狹義相對(duì)論的質(zhì)速笑系可能不成立.這個(gè)實(shí)驗(yàn)與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示了一個(gè)相同的現(xiàn)象，即用直線加速器加速帶電粒子速度接近光速后，粒子的能量可能難以繼續(xù)增加.用季獺的話說(shuō)，粒子的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，現(xiàn)有理論的能標(biāo)偏高了.能量和溫度的理論值和實(shí)驗(yàn)值能量溫'度、1.6Mev6Mev8Mev10Mev12Mev15Mev理論值0.672.523.364.205.036.29實(shí)測(cè)值0

7、.971.01.031.031.031.03用上述飛秒直線加速器輸出的電子束流轟擊鉛靶電子的動(dòng)能使鉛靶的溫度升高實(shí)驗(yàn)使用了加速器的五級(jí)能量按照Ein stein相對(duì)論的質(zhì)速公式和動(dòng)能公式，近光速電子的動(dòng)質(zhì)量和動(dòng)能很大， 因此鉛靶的溫升應(yīng)該很高，而且溫升應(yīng)該與加速器能量成正比但是，實(shí)測(cè)的溫升值卻很小，而且加速器能量成倍地增大只導(dǎo)致鉛靶的微量溫升，Ein ste in的相對(duì)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果矛盾3 .高速電子在均勻磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)是在上海復(fù)旦大學(xué)近代物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的采用200 j m厚鋁窗Nai (TI)閃爍探頭，配合微機(jī)多道系統(tǒng)，組成 能譜儀來(lái)測(cè)量1 一粒子(電子)的能量.實(shí)驗(yàn)中使用90Sr

8、作為放射源提供能量為2.274MeV的粒子.測(cè)量一粒子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓形軌道半徑，用(4)式來(lái)確定粒子的相對(duì)論動(dòng)量，從而確定I粒子的能量動(dòng)量是否滿足相對(duì)論關(guān)系E = , P2c2 m2c4 .實(shí)驗(yàn)考慮到閃爍體探頭位置對(duì)能量測(cè)量的影響等因素，但沒(méi)有考慮帶電粒子在磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)的輻射.季潮認(rèn)為輻射很小，可以忽略不計(jì)，但他使用的是非相對(duì)論的輻射公式.當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，輻射還與因子1/(1 V2/c2)2有關(guān)，應(yīng)當(dāng)予以注意.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明1 .不同的磁場(chǎng)對(duì)動(dòng)量值的測(cè)量有影響，2.相同能量的：.粒子在不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)中受力不同，磁場(chǎng)較弱時(shí)實(shí)際受力小于洛倫茲力的理論值， 磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)實(shí)際受力大于洛倫茲力

9、的理論值.3.按照現(xiàn)有理論(4)式，p:eBR，動(dòng)量與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比.實(shí)際測(cè)量表明，動(dòng)量與磁場(chǎng)強(qiáng)度不成正比.季獺認(rèn)為現(xiàn)有洛倫茲力不正確，相對(duì)論的能量動(dòng)量關(guān)系與實(shí)際不符.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力應(yīng)當(dāng)乘上一個(gè)有效因子、2Emb/(eBR)，就可以使經(jīng)典力學(xué)的動(dòng)能與動(dòng)量關(guān)系得到滿足.實(shí)驗(yàn)還表明在同一個(gè)磁場(chǎng)中，電子的運(yùn)動(dòng)速度與越大，所受到的洛倫茲力越小.用上述飛秒直線加速器輸出的電子束流垂直射入由永磁鐵產(chǎn)生的均勻磁場(chǎng)，電子受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)而作圓周運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)使用了加速器的六級(jí)能量.按照Ein stein的質(zhì)速公 式，電子的動(dòng)質(zhì)量隨其速度趨近于光速而急劇增大，但洛侖茲力難以偏轉(zhuǎn)大質(zhì)量的近光速電子，因此電

10、子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)該隨著加速器能量的增加而成正比地急劇變大令人驚訝的是，對(duì)于加速器的六級(jí)能量，屏幕上顯示的斑點(diǎn)位置變化極小，六個(gè)小斑點(diǎn)聚成一個(gè)大斑點(diǎn)；也就是說(shuō)，圓半徑幾乎不變布雪勒的原始數(shù)據(jù)及整理布雪勒原始數(shù)據(jù)按荷比維持不變的原則依據(jù)布雪勒實(shí)驗(yàn)而整理3 =v/ce/m。(109kg)Rb=.121T(cm)©r(10-19C)Hr(1031kg)eitir(1011C/kg)10.68701.76701.331806 *.5984519.088205531.7588220.51541.76300.847233 -.6002739.098564061.7588230.42811.76000.667298 1.6016409.106332951.7588240.37871.76100.576400 1.6011849.103743321.7588250.31731.75200.471332 1.6052839.127050001.75882筆者認(rèn)為，上面的實(shí)驗(yàn)是根據(jù)荷質(zhì)比得到的，只是由于電