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  • 1 # 語境思維

    本文是嘗試,關於振動與波,現行教科書寫的很粗淺。很多空白,需要後生做大量填空題。

    碰撞的定義與本質

    碰撞,是施力物體發出作用力,擠壓或激發並經由場介質傳播到受力物體的接觸性行為。

    這個定義,似乎聞所未聞、莫名其妙。為什麼這樣定義?其實也並不玄乎。

    通常:兩個物體不管怎麼碰撞,不可能是核外電子之間直接碰撞。電子有自己的主權空間,容不得外來侵入。否則,電子將不復存在。

    顯然,碰撞之間必有媒介物。這個媒介物究竟是什麼呢?沒別的,只能是真空場介質。

    場介質,具有卡西米爾效應,以光速做無序震盪的,不是邁莫否定的永恆靜止的以太元氣。

    ▲軟碰撞的兩種波:波粒二象性的概念總圖碰撞的分類與特徵

    按碰撞的強度分類:有硬碰撞與軟碰撞。

    1.硬碰撞,或叫短暫性碰撞,是指施力物體外加一個衝量,急遽擠壓場介質,變成大量緻密性高頻光子,作用於受力物體的碰撞。

    硬碰撞有三個後果或三個型別:

    1.1 碰撞後合併:

    當施力物密度遠大於受力物,則根據熵增加原理,施力物很可能被受力物吸納或融合。

    例如:雙子合併,即兩個中子星的碰撞合併,流星雨被地球吸納,隕石雨被地球吸納。

    1.2 碰撞後散射:

    當施力物密度近似於受力物,則根據康普頓效應,施力物與受力物很可能分道揚鑣。

    例如:光電效應,達到臨界頻率的紫外線光子照射並激發約束電子逸出。康普頓效應,艾克斯射線照射自由電子,導致光子與電子分別變向散射開來。

    1.3 碰撞後置換:

    當施力物與受力物進行碰撞反應,迫使雙方原有空間分佈發生結構上的突變。例如:用氘碰撞氚,合併為氦,釋放出中子。用氘碰撞氘,變異為氚,釋放出質子。用電子以準光速撞擊正電子,正負電子皆變異,變成正負光子。

    2.軟碰撞,或叫持續性碰撞,是隻震源持續性擠壓或激發場介質與其它介質,變成激元(如光子、聲子、引力子)做徑向有序的依次碰撞或推湧。

    軟碰撞的震源有兩種。

    2.1 固定震源的碰撞

    諸如原地震盪的光源、聲源、地震中心等波源,作為一種諧振子,週期性對外發射角動量,擠壓或激發並使場介質變成徑向有序的依次碰撞推湧的光子。

    這些震源是多樣化的。有的是電磁震盪諧振子,如原子本身就是一個諧振子發射原子光譜,如LC感容振盪器激發出無線電波。

    有的是機械震盪諧振子,先擠壓出光子激元,再透過光子擠壓出聲子激元,聲子再激發出光子激元,輪流依次碰撞推湧。

    2.2 移動震源的碰撞

    諸如電子、質子、中微子、阿爾法粒子,作為移動震源,也會不斷擠壓或激發附近的場介質,變成依次推湧的光子或電磁波。此類碰撞,屬於物質波。

    例如:超音速飛機,作為移動震源,其尾噴擠壓或碰撞場介質與空氣分子,產生激波效應。

    正反粒子的碰撞探討

    先看典型的正負電子湮滅反應。在正負電子對撞機中,電子作為移動震源,被加速到0.99c幾乎就是光速,持續急遽擠壓場介質,最終經由超高密的光子撞擊正電子。

    根據動量守恆定律,正負電子各自急遽膨脹,變成了正負兩個伽瑪光子。電子湮滅方程可寫成:(+e) + (-e) ↹ (+γ) + (-γ)。

    ▲這幅圖或嚴重誤導人們以為電子湮滅後變成徹底粉碎的零維能量子或光子,其實此時的光子只不過從電子半徑0.28費米急遽碰撞為0.4皮米的光子漩渦體。

    反質子,似乎不像安德森雲室實驗自然獲得,得從高能質子加速器中人造出來。基本估計:把質子加速到準光速0.999c去撞擊原子核。

    正負質子的湮滅方程可寫成:(+p) + (-p) ↹ n(+γ) + n(-γ)。其中的係數:n=p/e≈1.73e-27÷0.91e-30=1900。

    質子湮滅方程表明:1個質子可以湮滅或急遽分解為1900個光子。

    透過閱讀下面的引用資料,我們大致可以有一個基本估計:反電子的存在還說得同,反質子與反中子就算湊合,反原子反分子想都別想,反地球反宇宙,則絕對不可能。

    1928年狄拉克預言了反質子,但證實它存在花了20多年。根據該理論,反質子質量與質子相同,電荷相反,成對出現或湮沒,用兩個普通的質子碰撞便可獲得反質子,反質子產生閾能為6.8GeV。

    1954年,在加利福尼亞大學的勞倫斯輻射實驗室,建成了64億電子伏的質子同步穩相加速器,這為尋找反粒子提供了條件。1955年,張伯倫和塞格雷用上述加速器證實了前一年人們所觀測的反質子的存在。反質子出現的機會極少,每1000億個高能質子的碰撞,才能產生數量很少的反質子,因而證實反質子的存在極為困難。1955年這個實驗小組測到60個反質子。不久他們又發現反中子。儘管高能粒子打靶時也能產生反中子,但是由於反中子不帶電,更難從其他粒子中鑑別出來。用反質子與原子核碰撞,反質子把自己的負電荷交給質子,或由質子處取得正電荷,這樣,質子變成了中子,而反質子則變成了反中子。魯比亞在正反質子對撞機上進行幾百吉電子伏的對撞實驗,發現了現代弱電統一理論所預言的傳力子,獲得1984年度諾獎。1979年10月30日,美國科學家最近利用高空氣球,測出了星際空間的反物質流。

    想一想:以下的幾種現象涉及的碰撞:蒸發現象,激波效應,駐波效應、卡西米爾效應,光電效應,康普頓效應,霍爾效應,太陽黑子的燈塔效應,軔致輻射,湮滅反應。

    物理新物視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。

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