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1 # 語境思維
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2 # 刁博
1911年,盧瑟福透過α粒子的散射實驗給出了原子結構的核式行星模型。這種模型認為原子幾乎所有的質量都集中在很小的一個帶正電的原子核上,帶負電的電子像行星繞著太陽轉那樣繞著原子核轉動。這個模型很有影響力,在這個模型中電子也好原子核也罷,都被不自覺地當作一個個粒子(或者小球)去處理。
1921年,斯特恩和格拉赫做了一個非常重要的實驗。他們將一束銀原子透過一個非均勻的磁場,有磁矩的物體在非均勻磁場中會受到力的作用,在力的作用下銀原子的運動軌跡會發生偏轉。銀原子最後竟然分裂成了兩束,這意味著具有兩個不同的磁矩。如果根據當時已知的軌道角動量理論,銀原子束只能分裂為奇數條,要解釋分裂為偶數條,需要引入新的概念。
地球繞太陽公轉的同時也會自轉,電子繞原子核轉動的過程中會不會也在自轉?1925年兩位年輕的學生烏倫貝克和古德斯密特提出了電子自旋的假設,他們的設想可以解釋很多問題。他們將論文交給德高望重的洛倫茲後,洛倫茲發現了其中的問題。洛倫茲透過計算發現,如果電子這個小球在自轉,那麼它表面轉動的速度將大大超過光速。當時愛因斯坦已成為科學界的領袖,相對論的正確性在科學界已成為共識,電子錶面轉動的速度超過光速,這樣的假設是不可取的。
兩位年輕的學生正想著拿回論文,他們的導師艾倫菲斯特卻已將論文投出,並說了那有名的一句:“你們還年輕,有點錯誤不要緊。”後來人們認識到,電子自旋概念是二十世紀最重要的概念之一。
今天人們已經認識到,電子的“自旋”並不是自轉的意思,它是像質量、電荷量那樣的內稟屬性,不能望名生義地認為電子的自旋就是電子這個小球繞著一個軸自轉。電子並非是像經典物理學中所設想的小球那個模樣,沒有任何實驗測出過電子半徑的下限,自旋這個概念在經典力學中沒有相對應的概念。後來,自旋這個內稟屬性可以透過狄拉克方程推匯出來。
回覆列表
本人提出這個問題,請大家一起來反思:①狹義相對論的“質能方程”究竟有沒有毛病;②量子力學的“電子不自轉”究竟有沒有毛病。
顯然,電子不能以光速自轉,就無法解釋粒子物理學的固有勢能公式:Ep=mc²。
而量子力學認為電子若自轉就會超光速,只能得出電子是沒有體積的零維粒子,進而導致電子密度無窮大的困惑。
以下分兩部分,表明我的意見,請大家提出自己的看法。
為什麼說,質能方程是不能成立的?現在證偽實質性問題,質能方程推導結果是:Ek=ʃc²dm=mc²-m₀c²...(1),
有人把動能Ek改成總能量E,說:
E=mc²-m₀c²=(m-m₀)c²...(2),
然後強制執行,說
E=mc²...(3)
僅憑方程(2)就不可能推出方程(3),就足以證明質能方程是不能自圓其說的。
我們還可以把洛倫茲變換因子γ代入方程(1)進行驗證,也可證明質能方程不成立。
先將(1)式稍加變形:
mc²=m₀c²+½mv²...(4),
把質增效應m=m₀γ,代入式(4)驗算,有:
γm₀c²=m₀c²+½γm₀v²,
γc²=c²+½γv²,γ=c²/(c²-½v²),即:
γ=1/(1-½v²/c²)...(5),
而洛倫茲變換因子的定義是:
γ=1/√(1-v²/c²)...(6),
顯然,式(5)與式(6),也是自相矛盾的。可見,洛倫茲變換與質能方程,都是不成立的。
為什麼說電子自轉超光速是不成立的?真空場效應主要指亞原子運動(自旋與進動)激發真空場介質產生對應的引力波與電磁波。
亞原子以光速自旋,激發真空引力場。場是磁場(引力場)與電場(電磁場)的統稱。
∵場總是在特定的真空區域,∴場=空間=真空場。
磁場,是一種引力場。引力場源於電子光速自旋而固有南北極的負壓差。
實體皆有強弱不等的磁場或磁性。實體固有的引力勢能:Ep=mc²=(m/m₀)E₀...(7)
電子的引力勢能就是它的磁場勢能,即:E₀=m₀c²=0.511MeV...(8),
公式(7)表明,正因為電子以光速自旋才有了與電子固有質量對應的固有勢能0.511MeV,這也是粒子物理學的一個重要常數。
可是,流行說法,不承認電子自轉,據說是根據測不準公式:△x△p≥h/4π...(10),
他們說,自旋角動量矩L=r×m₀v≥h/4π...(8),而電子經典半徑:r=2.82×10⁻¹⁵m,代入(8)
故:v≥2×10¹⁰m/s=66.7c。
由此他們說,如果電子自轉,電子的自轉速度必然是光速的66.7倍的光速。
這個推導錯誤在於:公式(7)講兩個參量測量誤差的乘積,不是兩個參量的乘積。
而公式(8)的r與p兩個參量與△r△p兩個參量誤差無關。顯然,這樣做是極不嚴謹的。
事實上,電子以光速自旋的角動量矩:激發電磁波的波長λ₀≈2.42×10⁻¹²m,幾乎就是普朗克常數:L=m₀cλ₀=6.61×10⁻³⁴[Js]≈h。
結語以上只是拋磚引玉,不必當真,也大可不必大驚小怪,仔細閱讀清楚以後,再附議異議。
提示:請大家溫習一下海森堡當初1926年發表測不準公式的原文的△x·△p特指位移誤差與動量誤差的乘積。
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