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1 # 金童希瑞
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2 # 李治忠7
來看看基本粒子都處在什麼空間位置:圖2空間位置,圖3圖4為三代夸克,三代輕子所處位置及關糸,圖6為質子,中子,光子的產生原理.圖5它們所帶電量,這就是粒子物理給我們講述故事.看完圖我們來回答問題:1、粒子很小,速度近光速,牛頓的F=ma不能很好的描述粒子的受力,在粒子世界還伴隨物質能量的轉變E=mC平方.2.粒子間的受力情況是:電磁力,強力,弱力.它們都比引力大太多,引力其本可以看做零.3.唯一與引力相關的時空(磁力為0的地方)與牛頓理論無關(由相對論引力方程描述,圖2)所以牛頓理論不適合粒子物理.
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3 # 艾伯史密斯
答:牛頓力學以牛頓三大運動定律和萬有引力定律為基礎,所以牛頓力學的適用範圍,受限於這四個基本定理,像微觀和宏觀高速就不適用牛頓力學。
在300年前,牛頓建立經典力學,統一了地面、天上的物體運動規律,從此科學家能夠精確地預言各大行星、衛星和彗星的行為,比如海王星就被稱作筆尖上發現的行星,因為最初天文學家是透過天王星的引力攝動現象,預言了海王星的存在,然後推測出海王星的軌道並找到了海王星。
經典力學的建立,讓物理學蓬勃發展,從而帶動人類社會的進步,比如瓦特發明蒸汽機,法拉第發明了發電機,萊特發明了飛機,這些都和物理學息息相關。
但是進入20世紀後,人們發現了很多牛頓力學無法解釋的現象,比如水星進動、黑體輻射、光電效應、光速不變等等。
如果我們深究其中的原因,其實還是牛頓力學的基本定律存在侷限性,從而導致經典力學的適用範圍受限,牛頓三大運動定律分別是:慣性定律、牛頓第二定律(F=ma)、作用力和反作用力定律。
比如其中的牛頓第二定律,就只在宏觀低速下成立,在高速情況下將受到相對論質增效應的影響;而作用力與反作用力定律,在某些特殊場合也不適用,比如加速帶電粒子會輻射電磁能量,使得帶電粒子本身受到一個電磁阻尼,這個作用在經典力學中就找不到反作用力。
另外,當兩個粒子的距離無限接近時,根據萬有引力定律的描述,粒子間的吸引力將會變得無窮大,這點是不正確的,所以萬有引力無法描述微觀粒子的相互作用,而且在強引力源的情況下,由於相對論效應明顯,萬有引力定律也將失效。
正是由於牛頓力學的四大基本定律存在侷限性,所以導致了牛頓力學本身存在適用範圍,尤其是在微觀,以及宏觀高速的情況下,需要使用量子力學和相對論力學來描述。
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4 # 刺頭小李
原因有五:
1)在粒子的世界中,經常出現高能量,因而粒子具有極高的速度,必須便用狹義相對論來描述。狄拉克方程及之後發展出的量子場論都滿足狹義相對論的洛倫茲變換不變性
2)粒子物理中會出現大量的”非彈性散射”過程,即伴隨著粒子的湮沒、新粒子的產生、甚至虛粒子。而牛頓力學體系中粒子既不會消亡,也不會從真空中產生。在量子場論中,由於粒子就是場的激發態,只要能量在不同的場之間傳遞,粒子的消亡與產生皆是自然的
3)粒子還具有眾多的內稟屬性,如:自旋、同位旋。它們不屬於時空屬性,沒法用經典的牛頓體系描述,而使用抽象的代數空間與群論描述
4)粒子具有波粒二象性的量子化特點,正因為如此人類才發展了量子力學、量子場論、規範場等量子理論
5)在經典的牛頓體系中,大量的全同粒子滿足麥克斯韋-波爾滋曼統計,但由於粒子具有自旋,因而區分為費米子與玻色子,分別滿足費米-狄拉克統計及玻色-愛因斯坦統計。就算是宏觀物質,有許多奇特的性質也必須使用量子理論,特別是凝聚態物理才能科學地解釋。例如:BCS超導、超流動、鐳射、白矮星與中子星、量子霍耳效應
總之經典的牛頓體系適用於低速、宏觀的宇宙實體,而粒子在絕大多數情況下皆不屬於這樣的實體!
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粒子物理研究的是金屬態氫離子的“磁力矩”光速震盪時產生的能量——電磁波。
電磁波的傳播離不開金屬態氫離子“磁力矩”的共振;金屬態氫離子聚合形成的新元素在磁場裡光速流動時會再次裂解為金屬態氫離子形成“鏈式反應”。
總之,光速流動的金屬態氫離子不是“經典力學”研究的範疇,傳統的實驗、觀察、計算手段在“量子力學”研究領域是無能為力的!