摘 要:超導(dǎo)領(lǐng)域一直是物理學(xué)研究的熱門,而邁斯納現(xiàn)象恰恰是超導(dǎo)領(lǐng)域研究不可繞過的問題??v觀已有眾多理論來解釋該現(xiàn)象,但總是存在瑕疵之處,不能完美的解釋。本論文從電磁理論與超導(dǎo)現(xiàn)象的矛盾之處入手,分析磁與電轉(zhuǎn)換的規(guī)律,并引入電以太,進(jìn)一步揭示邁斯納現(xiàn)象的本質(zhì)。
關(guān)鍵詞:邁斯納現(xiàn)象本質(zhì);超導(dǎo)磁懸??;磁生電本質(zhì);等效電阻;電以太
1.磁生電的本質(zhì)
邁斯納現(xiàn)象中,給超導(dǎo)體上方放一個(gè)磁鐵,超導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生超導(dǎo)電流及磁場,使小磁鐵可以懸浮于空中,那么這個(gè)超導(dǎo)電流及磁場的能量來源于哪里呢?有人說這個(gè)能量來源于重力勢能,筆者認(rèn)為是錯(cuò)誤的。我們仔細(xì)觀察邁斯納現(xiàn)象時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn),首先,超導(dǎo)體被冷卻前磁鐵是靜止放在超導(dǎo)體上的,這是重力等于支持力,重力并未做功,此時(shí)超導(dǎo)體受到的磁場是恒定不變的;當(dāng)超導(dǎo)體被冷卻后小磁鐵升了起來,這時(shí)重力勢能沒有損失反而增加了,顯然不是重力在做功。另一個(gè)奇怪的地方就是超導(dǎo)體在恒定的磁場中產(chǎn)生了感應(yīng)電流(正是這個(gè)感應(yīng)電流使磁鐵浮了起來),這與麥克斯韋的變化的磁場產(chǎn)生電場相矛盾。有人說超導(dǎo)電流是無損耗的,根本不需要電場的。那么筆者問,超導(dǎo)體在獲得超導(dǎo)電流之前,其電子可以看作是靜止的,那么靜止的電子如果要在穩(wěn)恒磁場中形成電流是必須有電場驅(qū)動(dòng)的,那么這個(gè)最初的(瞬間)電場是如何而來的?在超導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流那一刻磁鐵是相對靜止的,磁場是恒定的,顯然電場是來源于恒磁場。還有一種說法,就是超導(dǎo)體內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的電子受到磁場的洛倫茲力,產(chǎn)生了一個(gè)與之相反的磁場,正好使磁鐵懸浮。筆者認(rèn)為這個(gè)不符合事實(shí):1.超導(dǎo)體在冷卻前由于電阻其內(nèi)部電子是靜止的,在冷卻到臨界點(diǎn)那一刻是怎樣獲得動(dòng)能的?2.在超低溫環(huán)境中,超導(dǎo)體內(nèi)能非常小,即使電子運(yùn)動(dòng),速度也非常小,形成的磁力有限;3.電子做洛倫茲運(yùn)動(dòng)需要有固定的軌跡。這時(shí)電子的位置、運(yùn)動(dòng)方向、磁場強(qiáng)度的大小及超導(dǎo)體的半徑必須高度契合。否則電子的運(yùn)動(dòng)是混亂的。有的因運(yùn)動(dòng)軌跡過大不斷撞壁,有的在做螺旋線運(yùn)動(dòng),有的應(yīng)軌道交纏相互碰撞,最終電子本身微小的動(dòng)能會(huì)耗盡,不會(huì)形成環(huán)形電子流;4.這樣產(chǎn)生的磁場與原磁場相反,不符合磁體磁化本質(zhì)(即被磁化物體產(chǎn)生的磁場與原磁場相吸)。引力使物質(zhì)空間有序,斥力使物質(zhì)空間無序且無限大(熵?zé)o限大),最終宇宙世界由引力主導(dǎo)才能達(dá)到穩(wěn)定平衡[1]。所以筆者認(rèn)為并非變化的磁場產(chǎn)生電場(這里我們暫時(shí)還是稱之為場)。
超導(dǎo)電流源于恒定的磁場產(chǎn)生的瞬間電場,即處于磁場中的超導(dǎo)電子,會(huì)受到來源于磁場的瞬間電場力,由于超導(dǎo)電子不受阻力作用,所以瞬間電場力可以使電流持續(xù)下去??赡苡腥藭?huì)問,既然超導(dǎo)電流源于靜磁場,那么磁鐵的磁力會(huì)不會(huì)損失呢?答案是不會(huì)。假設(shè)瞬時(shí)的電場力為F,電子的速度v,那么電場所做的功應(yīng)表達(dá)為W=FS=Fvt。假設(shè)電場產(chǎn)生(或者持續(xù))的那一刻的長度為△t,那么時(shí)間△t接近于無限小,即△t≈0,所以W=Fv△t =fv×0=0。即電場在時(shí)間上的積分為零;或者W=E=n/2mv2,參與運(yùn)動(dòng)的電子個(gè)數(shù)n有限固定,電子質(zhì)量m非常小,故m≈0,v應(yīng)該為10的負(fù)次冪級別,所以W=E=n/2mv2≈n/2v2×0=0。恒磁場對超導(dǎo)體提供的電場力,不論時(shí)間長短,只要存在過就可以了,恒磁場只是對超導(dǎo)體貢獻(xiàn)了力,并沒有做功,磁體磁力沒有任何損失。正如鋼被磁鐵磁化,鋼受到磁鐵的一個(gè)瞬時(shí)的力(這個(gè)力使磁疇的取向發(fā)生變化),磁鐵并沒有損失能量,相反二者的磁場強(qiáng)度累加了起來。這并不矛盾,因?yàn)橹灰艌鱿鄬o止,那么他就不會(huì)做功,符合能量守恒。當(dāng)靜磁場對有電阻的導(dǎo)體施加一個(gè)瞬間電場力,電子運(yùn)動(dòng)的路程S=v△t≈v×0=0,導(dǎo)體中電子移動(dòng)的距離為0,即導(dǎo)體在靜磁場中不會(huì)產(chǎn)生電流。實(shí)際上電子速度也無限接近于0,因?yàn)殡娮有枰獜撵o止加速,而這個(gè)時(shí)刻太短了,當(dāng)電場力消失后,由于電阻作用電子的速度馬上為0 。
那么對于變化的磁場呢?假定瞬間電場所需要的時(shí)間為△t(無限?。?,一個(gè)勻變速磁場,在△t時(shí)間內(nèi)對應(yīng)磁場強(qiáng)度變化量為△H,即△H= g(△t)。我們可以這樣理解,在每個(gè)時(shí)刻,都有一個(gè)的強(qiáng)度為△H 的恒定磁場對超導(dǎo)體施加了一個(gè)瞬間電場,此時(shí)超導(dǎo)體對應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流△I,即△I=f[g(△t)] =f(△H)。因?yàn)槌瑢?dǎo)電流無損耗是不斷累加的,所以在某段時(shí)間內(nèi),超導(dǎo)電流的積分與磁場的積分是正相關(guān)的,即有I=f(H)。超導(dǎo)電流大小總是與該處的磁場強(qiáng)度矢量和正相關(guān),與磁場變化速度無關(guān)。當(dāng)磁場強(qiáng)度越大,則超導(dǎo)電流越大;而對于導(dǎo)體在勻變速磁場內(nèi),假定在△t內(nèi)導(dǎo)體對應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢差△U,那么有電流△I=△U/△r,△r為△t內(nèi)電流通過的導(dǎo)線的電阻(固定),所以導(dǎo)體內(nèi)每個(gè)時(shí)刻都有一個(gè)大小為△I的電流,這樣電流就可以持續(xù),也有I=△I=△U/△r。△U大小由△H決定,可以看出在非超導(dǎo)體中,決定電流大小不是磁場強(qiáng)度而是的是磁場變化的速度。以上就是為什么對于普通導(dǎo)體變化的磁場才能產(chǎn)生電場的真正原因。
另外,假設(shè)超導(dǎo)體在某時(shí)刻內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢差△U,因?yàn)槌瑢?dǎo)電阻為0,那么超導(dǎo)電流△I=△U/0,可以看出很小的一個(gè)瞬間電場可以在超導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生非常巨大的電流。實(shí)際上超導(dǎo)體是有電阻的,只是非常小接近于0。而且超導(dǎo)體性質(zhì)比較復(fù)雜,有臨界電流與臨界磁場決定。所以以上結(jié)論,僅限于在臨界狀態(tài)之內(nèi)。
2.等效電阻原理
如果以上的內(nèi)容不好理解,或者不具說服力,我們接著用等效電阻法分析。
普通導(dǎo)體與超導(dǎo)體的本質(zhì)區(qū)別就是電阻。這也是導(dǎo)致變化磁場才能產(chǎn)生電流的根源。
所謂等效電阻即電子在運(yùn)動(dòng)過程中受到來自某一個(gè)方向的力,那么這個(gè)力就可以看作電子與這個(gè)力反方向的電阻。比如一個(gè)電子突然減速相當(dāng)于給電子施加了一個(gè)正電阻。而一個(gè)電子突然加速,相當(dāng)于給電子施加了一個(gè)負(fù)電阻。
我們不妨假設(shè)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),將一塊圓形的磁鐵棒(棒的兩端為兩極)插進(jìn)一個(gè)閉合的螺線管內(nèi),當(dāng)螺線管為超導(dǎo)材料時(shí),那么線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電流。如果線圈存在電阻,那么將不會(huì)產(chǎn)生電流。我們可不可以這樣理解:用靜止的該磁鐵棒代替恒磁場,把磁鐵中的每一個(gè)磁疇都看作是超導(dǎo)體(筆者把一個(gè)分子電流定義為一個(gè)磁疇,因?yàn)槊總€(gè)環(huán)形分子電流都是無損耗的,完全可以這樣認(rèn)為),那么如果有什么辦法可以使磁鐵磁疇中的超導(dǎo)電流不斷的變化,不就等予變化的磁場了嗎,此時(shí)普通的螺線管就會(huì)產(chǎn)生電流。根據(jù)等效電阻原理,磁鐵磁疇中的環(huán)形(超導(dǎo))電流不斷的變化,就可以看作給磁疇施加了一定的電阻。現(xiàn)在情況變成了這樣:A、當(dāng)磁疇及螺線管都有電阻,那么線圈有電流;B、當(dāng)磁疇與螺線管都無電阻,那么線圈有電流;C、當(dāng)磁疇無電阻,螺線管有電阻,線圈無電流。我們知道電流(電子)總是沿電阻小的線路運(yùn)動(dòng),一個(gè)并聯(lián)電路有a、b兩條支路。當(dāng)a有電阻,b無電阻,那么a線路無論怎樣都不會(huì)分配到電流,電流全部從b流走。如果a、b都有電阻或者都無電阻那么a都將分得一部分電流,這與A、B、C三種情況是等效的。在磁場中,當(dāng)線圈與內(nèi)部磁疇條件對等時(shí),線圈就會(huì)分得一部分電流。也就是說,電場并非需要變化的磁場,恒定的磁場完全可以產(chǎn)生電場,變化的磁場相較于恒磁是需要消耗額外能量的,而這個(gè)能量恰恰對抗了線圈(導(dǎo)體)中的電阻,使之產(chǎn)生了電流。
變壓器正是基于這個(gè)原理,輸入交變電流使鐵芯產(chǎn)生了交變的磁場,而交變的磁場恰恰給鐵芯內(nèi)的磁疇施加了等效電阻,所以副線圈才產(chǎn)生了感應(yīng)電流。如果給線圈施加一個(gè)均變磁場,那么線圈將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)恒定的電流。而實(shí)際中,我們遇到的多為交變磁場。交變磁場頻率越高,鐵芯內(nèi)磁疇受到的力就越大,等效電阻也就越大,而線圈的相對電阻就越小,這時(shí)線圈可以分得更多的電流(能量)。
變壓器的能量來源于電源,可邁斯納現(xiàn)象中使磁鐵懸浮起來的能量是怎么來的呢?我們不妨這樣理解,超導(dǎo)體及懸浮的磁鐵是一個(gè)整體,在這個(gè)整體內(nèi),能量是守恒的,就比如一塊磁鐵斷裂,恰好斷裂處極性相同,那么兩塊斷裂的磁鐵被彈開,而當(dāng)你將他們合攏時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)彈性勢能。這個(gè)增加的彈性勢能恰恰來源于系統(tǒng)內(nèi)部。
導(dǎo)線切割磁力線與等效電阻其本質(zhì)是源于電子的空間變化,但二者并不等同。切割磁力線其本質(zhì)是電子磁場中運(yùn)動(dòng)受到的洛倫茲力。切割磁場時(shí)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線會(huì)帶動(dòng)其內(nèi)部電子跟其一同運(yùn)動(dòng)。此時(shí)導(dǎo)線電子的運(yùn)動(dòng)方向(導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向)與磁體磁疇的環(huán)形分子電流的兩個(gè)切點(diǎn)處的電子運(yùn)動(dòng)方向一正一反。兩電子同向運(yùn)動(dòng),則相吸引,異向運(yùn)動(dòng)則排斥[2]。所以運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線電子會(huì)受到各個(gè)磁疇切點(diǎn)兩個(gè)力,這兩個(gè)力方向與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)電子方向垂直(與導(dǎo)線平行)且方向相同,即電子受到了來自磁疇的一個(gè)沿導(dǎo)線方向的力。所有的磁疇對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線中的電子累加一個(gè)合力即為洛倫茲向心力,這樣導(dǎo)線就有點(diǎn)流了。具體請看筆者的前文論述,這里就不多說了。
令我們驚奇的是,等效電阻原理的分析與對流體性質(zhì)的分析非常相似。如果把電子比作是一個(gè)泡沫小球,那么將它投入水流中,小球會(huì)瞬間加速,直至與水流同速。如果我們對水流施加一定的阻力,那么水流總是向著壓力小的方向分流。自由電子(超導(dǎo)電子)對磁特別敏感,這其中似乎存在一種看不見的神秘的流體介質(zhì),始終能夠幫助線圈完成電流分配這一使命。
3.邁斯納現(xiàn)象本質(zhì)
實(shí)際上根本就沒有場,筆者在前文就已經(jīng)論述過,電場實(shí)際上就是電子空間變化對周圍電子的擠壓。電子的這種空間作用不排除空間介質(zhì),筆者當(dāng)時(shí)并不太懂流體力學(xué)。假設(shè)存在這樣一種流體介質(zhì),它只與電子發(fā)生作用,我們姑且稱它為電以太。那么磁場恰恰是電子運(yùn)動(dòng)時(shí)引起電以太發(fā)生的伯努利現(xiàn)象。有人肯定會(huì)問筆者怎么又無端制造出個(gè)電以太,那么就看看筆者是如何利用電以太解釋邁斯納現(xiàn)象的吧。
請看下面4種情況
將超導(dǎo)線圈以不同的方式置于磁場中,假設(shè)筆者以上結(jié)論成立,則圖3-1中超導(dǎo)線圈有電流,且與磁疇電流的方向一致(注:本文所有圖示中有關(guān)電流的箭頭,均指電子運(yùn)動(dòng)的方向,即電流的反向)。圖3-2中超導(dǎo)線圈有電流,且方向與磁疇一致。圖3-3中超導(dǎo)線圈無電流,圖3-4中非閉合的超導(dǎo)線圈會(huì)有靜電勢(電場)
邁斯納現(xiàn)象特點(diǎn):1.正上方存在一個(gè)平衡位置,磁鐵與超導(dǎo)體小于平衡距離時(shí),兩者排斥,大于平衡距離二者吸引;2.磁鐵的兩級的中心連線為軸,軸相對較固定,且磁鐵可以繞軸旋轉(zhuǎn);3.軸相對于超導(dǎo)平面可以以一定角度傾斜。
如今的主流解釋是這樣的:超導(dǎo)體具有完全抗磁性,在磁場作用下,表面產(chǎn)生一個(gè)無損耗感應(yīng)電流。這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場恰恰與外加磁場大小相等、方向相反,因而在深入超導(dǎo)區(qū)域總合成磁場為零。那么問題來了,首先如果超導(dǎo)體具有抗磁性,那么當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離超導(dǎo)體時(shí)超過其平衡距離時(shí),就不會(huì)相吸引,而是重新建立一種平衡,使斥力等于重力,這顯然與現(xiàn)象矛盾。其次零電阻的理想導(dǎo)體并不能產(chǎn)生邁斯納現(xiàn)象,顯然不是感應(yīng)電流和磁場那么簡單。
圖3-5為超導(dǎo)磁懸浮示意圖。如圖所示,筆者認(rèn)為,低溫超導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子在磁場
中會(huì)產(chǎn)生超導(dǎo)電子流,即圖中的超導(dǎo)環(huán)流。該環(huán)流會(huì)位于該超導(dǎo)體表面且切面最大的軌跡上(由于離心力作用)。此外超導(dǎo)體在超低溫的環(huán)境下,還存在著自身被磁化,即超導(dǎo)體內(nèi)部分子電流(磁疇)在磁場的作用下取向一致,這樣超導(dǎo)體就像鐵一樣被磁化了。假定存在電以太,那么電以太在超導(dǎo)環(huán)流的帶動(dòng)下,圓環(huán)的中心會(huì)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)壓區(qū)。大家知道,龍卷風(fēng)的原理,龍卷風(fēng)的中心為負(fù)壓,形成了一個(gè)類似中空的管子,而管子兩端的空氣密度是不一致的,靠近地面的空氣密度大壓強(qiáng)大,所以地面的空氣被吸進(jìn)管子內(nèi),而管子的上部空氣密度低,壓強(qiáng)小,這樣管子內(nèi)部就形成了一股由地面向上吹的氣流。該氣流力量是巨大的,重如卡車的東西都會(huì)被吹向空中。其實(shí)超導(dǎo)磁懸浮跟龍卷風(fēng)的原理是一樣的,我們分析該現(xiàn)象時(shí)恰恰忽略了一個(gè)重要因素,就是溫差。超導(dǎo)體在液氮的冷卻下,形成了與磁鐵上空的極大的溫差。超導(dǎo)體內(nèi)部溫度極低造成該區(qū)域電以太密度大于空氣中的電以太,這樣超導(dǎo)環(huán)流內(nèi)部就形成了由超導(dǎo)體吹向磁鐵的以太風(fēng)。一部分電以太冷卻后回填,這樣就形成了以太對流。越靠近超導(dǎo)體(超導(dǎo)環(huán)流中心)的以太風(fēng)越強(qiáng),斥力越大,越遠(yuǎn)則斥力越小,是一個(gè)遞減的力。以太風(fēng)造成的斥力方向向上,而重力、超導(dǎo)環(huán)流、及磁疇都會(huì)使磁鐵受到向下的吸引力,斥力與向下的重力、磁力在空中的某個(gè)位置相等達(dá)到平衡,即平衡位置。那么為什么磁鐵可以(以兩級中心連線為軸)傾斜,且磁鐵可以饒軸旋轉(zhuǎn)呢?如圖3-6所示,當(dāng)磁鐵處于傾斜狀態(tài)時(shí),那么超導(dǎo)體內(nèi)部的磁疇就會(huì)做相應(yīng)的調(diào)整,他們通過改變?nèi)∠颍ù女牭膱A軸方向),保持與磁鐵的受力平衡,使磁鐵保持穩(wěn)定。此時(shí)磁鐵低速繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),并不會(huì)引起磁鐵周圍的磁場變化,破壞磁鐵的受力平衡的。超導(dǎo)體內(nèi)部的磁疇,恰恰起到了一個(gè)類陀螺儀穩(wěn)定器的作用。圖3-7與圖3-6等效。筆者認(rèn)為,磁鐵傾斜時(shí),對超導(dǎo)體各個(gè)部位的磁場強(qiáng)度及磁場方向是不一致的,可能會(huì)造成超導(dǎo)體各部分磁化程度不一致。在上述模型中,無論磁鐵如何傾斜,都必須保證磁鐵內(nèi)的磁疇環(huán)、超導(dǎo)體內(nèi)的磁疇環(huán)在(超導(dǎo)環(huán)流所在的)平面上的投影不為零,且二者電子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度方向在投影上與超導(dǎo)環(huán)流一致。否則就違背了電子的空間運(yùn)動(dòng)法則[3]及動(dòng)量守恒原理和電以太的假定。
4. 光的介質(zhì)波本質(zhì)
陶俊在《三個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明光是介質(zhì)波》中對為什么光是介質(zhì)波進(jìn)行了論述,筆者很受啟發(fā),筆者之前對波理論涉獵不深,雖然提出了光的實(shí)質(zhì)為電子的空間波動(dòng)[4],并不存在光子,但并不能肯定這種波動(dòng)一定要有介質(zhì)的參與。今天筆者可以確定的是電磁能量的傳播必須要一種介質(zhì)載體,而這種載體正是電以太。有人肯定會(huì)說以太早就被莫雷實(shí)驗(yàn)否定了。筆者認(rèn)為莫雷實(shí)驗(yàn)存在著很大的問題。1.莫雷實(shí)驗(yàn)觀察者及系統(tǒng)相對于地球是靜止的,如果以太給隨地球自轉(zhuǎn),速度相對于地面靜止,實(shí)驗(yàn)將會(huì)零結(jié)果;2.實(shí)驗(yàn)未在絕對真空而是在空氣中進(jìn)行。波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。光在水中的傳播速度大約為真空的3/4,光在玻璃中的傳播速度大于為真空的2/3。假設(shè)真空中存在以太,那么也就是說,以太、水、玻璃等介質(zhì)具有一定的獨(dú)立性,可能存在一定的關(guān)聯(lián),至少不能百分之百相互影響,否則光的傳播速度都一樣,均為真空中的速度。以太(真空)與空氣兩種介質(zhì)是獨(dú)立的,不能混淆。我們無法判斷以太的速度對空氣介質(zhì)有無影響,影響有多大。所以影響以太的不確定因素太多,一次試驗(yàn)不足以判定以太的死刑。
4.1光在不同介質(zhì)中傳播形式不同
現(xiàn)在的主流觀點(diǎn)認(rèn)為光波是橫波,原因是其可以偏振。并且說光的傳播不需要介質(zhì),靠交變電場與磁場的相互感應(yīng)傳播。以上我們已經(jīng)證明了電場并不需要變化磁場,變化磁場完全是為了對抗電阻。所以光靠自身傳播是站不住腳的。那么光波到底是橫波還是縱波呢?我們以聲音為例。聲波雖然一般是縱波,但在固體中傳播時(shí),就會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為橫波(同種介質(zhì)中橫波速度約為縱波速度的50%-60%)。在空氣中的聲波是縱波,原因是氣體或液體(合稱流體)不能承受切力,因此聲波在流體中傳播時(shí)不能為橫波;但固體不僅可承受壓(張)應(yīng)力,也可以承受切應(yīng)力,因此在固體中可以同時(shí)有縱波及橫波。既然光是介質(zhì)波,那么他一樣遵從聲波的特性。即光在流體介質(zhì)(電以太)中為縱波,在固體介質(zhì)中(比如玻璃)轉(zhuǎn)化為橫波。我們所有分析研究光波特性的儀器均為固體,因此我們能夠檢測到橫波。
導(dǎo)體中電流的傳播速度與光速出奇的一致,這又是為什么呢?在純以太(真空)、空氣、水、玻璃中,光速是不斷遞減的,而波的振動(dòng)形式不斷的由縱波轉(zhuǎn)向橫波。筆者說過光(包括電磁波)實(shí)為電子的空間振動(dòng)。真空中電子的空間自由度很高,固體中尤其是玻璃一樣的絕緣體,電子的空間自由度很低,電子被束縛在晶體的點(diǎn)陣中,不能自由移動(dòng)。真空中電子可以通過空間介質(zhì)(電以太)以縱波的形式迅速的傳遞空間壓,隨著空間自由度降低,固態(tài)介質(zhì)中的電子不能把空間變化信息馬上傳遞給下一個(gè)點(diǎn)陣的電子,而是通過自身橫向的振動(dòng)來帶動(dòng)臨近點(diǎn)陣的電子諧振。以上事實(shí)證明,隨著空間自由度的降低,縱波變橫波,光速變慢了。有人肯定會(huì)問,光速的傳播從流體到固體速度變慢了,那為什么聲音卻變快了?其實(shí)無論光波還是聲波實(shí)質(zhì)都是空間壓的傳播。光波為電子空間壓的傳播,而聲波為粒子(原子分子或更大粒子)空間壓的傳播。這些粒子占用的空間不像電子那么大,他們密度越大,貼合的越緊密,空間關(guān)聯(lián)度越強(qiáng),空間壓傳遞的速度也就越快。導(dǎo)體中有少許的自由電子,這些電子的空間自由度非常大,接近于真空。光波與電流的傳播都是電子的空間壓傳播,所以速度一致,只不過,光的空間壓是波動(dòng)的。在真空中或?qū)Ь€中兩個(gè)自由電子縱隔萬里也會(huì)通過空間介質(zhì)感受到彼此空間變化的。
一個(gè)電子振動(dòng)完全可以表達(dá)光的信息。而人工電磁波的一個(gè)波需要一組電子共同完成,其頻率由這組電子完成一個(gè)波長需要的時(shí)間決定。
4.2光速可變的思考
只要證明光速可變,我們就能夠證明以太的存在。波在不同介質(zhì)中傳播速度不同,且受介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度的影響。其實(shí)在薩格納克現(xiàn)象中,光沿介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的不同方向傳播出現(xiàn)了相位的變化,其實(shí)已經(jīng)證明了光速可變。筆者認(rèn)為電以太只跟電子作用,而跟宏觀物質(zhì)作用并不明顯。電流會(huì)產(chǎn)生磁,那么電子的運(yùn)動(dòng)一定會(huì)帶動(dòng)電以太跟隨運(yùn)動(dòng)。如果我們想辦法在真空中讓光沿著電流的方向運(yùn)動(dòng),那么光速就會(huì)受到電以太的影響發(fā)生變化。但這種試驗(yàn)條件太苛刻,不容易實(shí)現(xiàn)。筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),由于資金及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰栴},只能做一個(gè)構(gòu)想:用兩路光纖做干涉實(shí)驗(yàn)。一路圍繞在電磁鐵的螺線管上,一路不加磁場(或兩根都繞在螺線管上但光的傳播方向相反)。當(dāng)螺線管沒通電流時(shí)兩路光光速一致會(huì)產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)干涉條紋。那么當(dāng)螺線管有電流時(shí)兩路光纖中的光速就會(huì)發(fā)生變化,出現(xiàn)相位差。光纖作為一種獨(dú)立介質(zhì)多大程度上受以太運(yùn)動(dòng)的影響,筆者還不確定,但筆者認(rèn)為只要磁場強(qiáng)度和光纖匝數(shù)及光導(dǎo)率足夠,就有可能檢測到干涉條紋的移動(dòng)。
5.關(guān)于測不準(zhǔn)原理的思考
5.1電子的空間模型
筆者之前對電子的空間性質(zhì)進(jìn)行了論述,但當(dāng)時(shí)筆者還未完全肯定以太(空間介質(zhì))的存在,今天筆者借助電以太對正電粒子負(fù)電粒子進(jìn)行進(jìn)一步的分析。電以太為帶電粒子的空間介質(zhì),與帶電粒子空間不相容(或不完全相容),且為帶電粒子力及能量的傳播載體。同種帶電粒子空間不相容,異種帶電粒子空間相容。好比海綿與水的關(guān)系。打個(gè)比方,正帶電粒子好比海綿,負(fù)帶電粒子好比水,那么海綿與海綿空間不相容,水與水空間不相容,海綿與水卻空間相容。當(dāng)一個(gè)有限空間我們假定其大小為x,空間內(nèi)充滿一定量的電以太和2個(gè)1價(jià)原子。假設(shè)電子的占用的空間體積大小為1,那么當(dāng)原子未電離時(shí),以太及2個(gè)原子的體積為x,電離后電子脫離原子核,系統(tǒng)的體積變成了x+2。x+2的體積被壓迫在大小為X的空間內(nèi),空間發(fā)生了擁擠,此時(shí)電子與電子爭奪空間,彼此的排斥,正離子與正離子爭奪空間,彼此排斥。而只有電子與正離子相遇系統(tǒng)的體積才會(huì)變小,這場空間爭奪戰(zhàn)才能平息。
圖5-1表示的是電子的空間模型:真空中的電子外面彌漫著以太霧,以太霧的濃度距電
子中心呈遞減分布。以太霧就像地球的大氣層一樣,其形成可能是被電子吸引,也可能是電子釋放的。這種以太霧起到了一個(gè)空間介質(zhì)的作用,當(dāng)兩個(gè)電子接近時(shí),以太霧密度變大,空間被壓縮,故電子相斥。
電子在物質(zhì)內(nèi)就像列車一樣,質(zhì)子為座位(內(nèi)含一個(gè)正電子),電子為乘客。這樣他們空間互容,不過多占用物質(zhì)意外的空間,對外不起電荷力。導(dǎo)體與絕緣體好比一列可以在軌道上運(yùn)動(dòng)的列車與一列固定在導(dǎo)軌上不能動(dòng)的列車。當(dāng)有列車坐滿了,此時(shí)有一個(gè)電子強(qiáng)行擠進(jìn)來,那么就形成了負(fù)電荷。由于沒有位置,多余的電子只能坐在車頂。筆者認(rèn)為,電子很難獨(dú)立存在,即使沒有正電荷的吸引,那么也會(huì)被中性物質(zhì)吸引,形成負(fù)電荷。因?yàn)殡娮淤|(zhì)量太小,很難擺脫與大質(zhì)量物質(zhì)(粒子)的萬有引力作用。多余的電子只能附著在中性物質(zhì)表面上,與真空電子一樣,通過以太霧發(fā)生空間作用;當(dāng)滿載的列車有電子(獲得能量)逃逸了,就會(huì)有座位空出來,形成電子空穴,即正電荷。
超導(dǎo)體似乎是電子的空間隧道,不但可以高密度的容納電子,而且電子在其中可以暢通無阻的運(yùn)動(dòng)。電以太的運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變都能夠直接影響超導(dǎo)電子的狀態(tài)。恒定磁場中,超導(dǎo)電子(或自由電子)受電以太影響會(huì)產(chǎn)生一個(gè)趨同速度。變化磁場中,某處電以太突然加速會(huì)造成該處前方電以太密度增大,后方的以太密度減小,形成了一個(gè)相對的空間空穴。所以位于該處前方的電子其空間受到擠壓,受到了以太向前的推力;而后方的電子會(huì)受到以太加速造成的空間空穴的吸引,迅速的向前填補(bǔ)。反之,對于以太的突然減速道理是一樣的。這就是變化磁場引起導(dǎo)體電子運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。一旦電子運(yùn)動(dòng)取向一致,那么其與以太的作用凸顯。
5.2電子生死論
微觀物理與宏觀物理分歧之處正是源于以太。如果存在以太,那么電子繞核運(yùn)動(dòng),其必會(huì)使以太的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,這個(gè)過程,電子會(huì)有能量傳給以太,而電子因?yàn)槟芰繐p失,最終會(huì)掉落在原子核上,這與事實(shí)是不相符的,于是以太被否定了。既然參不透微觀世界的本質(zhì),那么就只能用統(tǒng)計(jì)學(xué)解釋微觀世界的表面現(xiàn)象,于是量子物理出現(xiàn),物理學(xué)呈現(xiàn)了分裂。為二者統(tǒng)一,筆者認(rèn)為,電子(包括正電子)是有壽命的,電子與以太作用時(shí)卻有能量損耗,最終電子落在了原子核上,這個(gè)過程中以太的能量是不斷增加的。筆者認(rèn)為以太作為能量的最小載體及最終載體,其能量是不能無限堆積的,否則所有宇宙的能量最終都被以太接收,能量將無法再循環(huán),這顯然與邏輯相悖。那么以太該怎樣完成能量循環(huán)呢?筆者說過,物質(zhì)(粒子)在某一能級下其空間密度是有極限的,不能無限大,當(dāng)超過其飽和密度,就會(huì)聚變?yōu)樾挛镔|(zhì)(粒子),新物質(zhì)(粒子)的密度和質(zhì)量更大,占用的用的空間更少[5]?;蛘呶镔|(zhì)在能量非常高的環(huán)境中就會(huì)減小占用的空間,形成質(zhì)量能量密度更大的物質(zhì)即熱量包,而熱量包又會(huì)釋放能量擴(kuò)大空間,即“能量-物質(zhì)-能量……”,“空間壓縮-空間打開-空間壓縮……”的循環(huán)模式下的熱力學(xué)循環(huán)定律[6]。以太獲得能量后其需要的空間變大,當(dāng)能量堆積超過一定限度后,以太(某一空間)密度超過在該能級下的飽和密度,就會(huì)聚變?yōu)殡娮樱ㄒ部赡転槠渌W樱?,聚變以后,所處的空間能量下降,產(chǎn)生了空間空穴。此時(shí)失去能量掉核的電子(或正負(fù)電子相遇)衰變?yōu)橐蕴ɑ蚱渌渭壛W樱钛a(bǔ)空穴,至此物質(zhì)及能量完成了循環(huán)。而這個(gè)事件的發(fā)生是隨機(jī)的,故我們可借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)工具來解釋它。我們把每一個(gè)事件定義為一個(gè)量子。正如薛定諤的貓一樣,電子的生死不能準(zhǔn)確測定,即量子物理中的測不準(zhǔn)原理。因?yàn)橐蕴|(zhì)量幾乎為0(嚴(yán)格意義上說應(yīng)該算準(zhǔn)物質(zhì)),電子的能量損耗需一定的時(shí)間,所以電子的壽命并不是瞬間的,死與生也不是同步的,而是總體概率上的一個(gè)平衡。而能量也通過物質(zhì)的更迭重新進(jìn)行循環(huán),這也為熱力學(xué)定律補(bǔ)足了熱量循環(huán)的一環(huán)。
事實(shí)上,以太的性質(zhì)非常復(fù)雜,似乎有超流體或二流體以及本身特有的性質(zhì),已超出筆者的能力范圍。即一個(gè)空間平衡的以太,一旦這種平衡被打破,就會(huì)產(chǎn)生電磁力。
參考文獻(xiàn):
[1] [4]劉德民,萬有引力與電磁波探究[J],中國科技縱橫,2016(12上)
[2] [3] [6]劉德民,我的宇宙觀——物質(zhì)的空間法則[J],科技中國,2016(05)
[5]劉德民,我的宇宙觀——粒子的空間[J],科技中國,2016(03)
作者簡介:
姓名:劉德民 性別:男 出生年月:1983年4月 籍貫:內(nèi)蒙古赤峰 民族:漢族 學(xué)歷:本科 研究方向:無 單位(學(xué)校):大竹縣公安消防大隊(duì)