物理科学探疑-网友天空-系统观点-肖军-附图
wytk-1.gif (489 字节)

附文

肖军


1、肖氏理论中部分公式的简化

(一)光速

fuwen01.gif (2605 字节)                                (1)

在以下几种特殊情形,(1)式可简化为

1、    当 fuwen02.gif (1386 字节)情形,有

fuwen03.gif (2113 字节)                                  (1.1)

2、    当 fuwen04.gif (1312 字节)情形,有

fuwen05.gif (874 字节)                                               (1.2)

显然,爱因斯坦提出的光速不变假设仅在 fuwen04.gif (1312 字节)情形时成立,在其它情形应有fuwen06.gif (2120 字节)波前沿光源运动垂直方向上在空间中的传播速度趋于零。

(二)肖军变换式

fuwen07.gif (5261 字节)                            (2)

在以下几种特殊情形,(2)式可简化为:

fuwen08.gif (2251 字节)

fuwen09.gif (1476 字节)                                                (2.1)

fuwen10.gif (2153 字节)

fuwen11.gif (3483 字节)                                     (2.2)

很明显,狭义相对论的数学基础洛仑兹变换式

fuwen12.gif (2504 字节)                                          (2.2.1)

fuwen13.gif (3439 字节)

(三)组合速度(又称场源的等效运动速度)

fuwen14.gif (4044 字节)                            (3)

在以下几种特殊情形,(3)可简化为:

fuwen15.gif (1898 字节)

fuwen16.gif (1037 字节)                                                   (3.1)

fuwen17.gif (1887 字节)

fuwen18.gif (1186 字节)                                               (3.2)

fuwen19.gif (1848 字节)

fuwen20.gif (1093 字节)                                                  (3.3)

fuwen21.gif (1803 字节)

fuwen22.gif (1304 字节)                                               (3.4)

fuwen23.gif (2841 字节)

fuwen24.gif (3140 字节)                                 (3.5)

在相对论中,误把(3.5)fuwen25.gif (2620 字节)

fuwen26.gif (1778 字节)

视为合成速度,并把这视为支持光速不变假设成立的依据。事实上,fuwen27.gif (1813 字节)并不奇怪,因为fuwen28.gif (4080 字节)

(四)波长及频率

fuwen29.gif (3524 字节)                                        (4)

fuwen30.gif (2096 字节)

fuwen31.gif (1544 字节)                                                   (4.1)

fuwen32.gif (1794 字节)

fuwen33.gif (3176 字节)                                             (4.2)

fuwen34.gif (2294 字节)

fuwen35.gif (2548 字节)                                              (4.3)

在狭义相对论中,依据(4.3)式曾把(4.2)式推广为

fuwen36.gif (3447 字节)                                           (4.3.1)

并把这看做是普遍成立的波长和波频表达式。其实,这是错误的,因为在fuwen37.gif (1414 字节)情形,按照(4.3.1)式有fuwen38.gif (1347 字节)而这明显与狭义光速不变假设相矛盾。由此可知,狭义相对论绝不是一个完全自洽的理论,我们必须将其抛弃。

2、光速与源速的几何关系

    对于运动光源辐射的光波其波前沿单位矢量fuwen39.gif (3013 字节)与光源运动速度fuwen40.gif (823 字节)间的关系,目前讨论过的有以下三种结果:

      fuwen41.gif (3044 字节)                  fuwen42.gif (2896 字节)                     fuwen44.gif (3472 字节)

    1    按照麦克斯韦电磁理论,原有fuwen45.gif (3236 字节)

    2    按照狭义相对论理论,有 fuwen46.gif (1128 字节)(见图2示)

    3、  按照牛顿力学理论,有  fuwen47.gif (1380 字节)  (见图3示)

在相对论中,通过否定fuwen48.gif (2412 字节)成立,这显然是错误的,因为还存在有fuwen49.gif (2672 字节)不仅能与诸多实验结果相符,也能与麦克斯韦电磁理论和经典绝对时空理论相容。

3、洛仑兹变换式的物理含义

  如果用fuwen50.gif (953 字节) 分别表示光源在静止和运动两种情形辐射电磁波的固有园频率,那么,静止光源辐射完一个波数瞬间,波前到光源的距离是fuwen51.gif (1062 字节)见图1所示。

fuwen52.gif (3675 字节)

  运动光源辐射完一波数瞬间,在光源运动方向上波前到光源的距离fuwen53.gif (754 字节)应是fuwen54.gif (1572 字节)见图2所示

fuwen55.gif (5026 字节)

很明显,若令

fuwen56.gif (1204 字节)

    fuwen57.gif (2418 字节)

fuwen58.gif (3405 字节)

    这正是洛仑兹变换式。从上面的导出过程可以看出,fuwen59.gif (718 字节)实质就是光源在静止和运动两种情形辐射电磁波的固有园频率的比值。由于实验已证实

fuwen60.gif (1824 字节)

fuwen61.gif (2421 字节)这也是理论所要求的结果。在相对论中,把 视为相对效应,明显是对洛仑兹变换式的误解。

4、肖军变换式的导出

我们知道,满足波动方程协变的变换式,也一定要满足

fuwen62.gif (2348 字节)                                 (1)

若令这个变换式具有形式为

fuwen63.gif (3328 字节)                                       (2)

并代入(1)式,则可知道,两待定系fuwen64.gif (1518 字节)

fuwen65.gif (1280 字节)                                               (3)

在相对论中曾讨论了在fuwen66.gif (1606 字节)

fuwen67.gif (3205 字节)

这是正确的。但是,在讨论fuwen68.gif (2799 字节)

fuwen69.gif (2377 字节)                                    (4)  

后,而仍取

fuwen70.gif (1822 字节)

就不正确了,因为此时fuwen71.gif (930 字节)不能满足(3)式,满足(3)式的fuwen72.gif (1383 字节)

fuwen73.gif (3747 字节)                         (5)

把(4)、(5)两式代入(2)所得到的变换式就是肖军变换式。

5、否定三维洛仑兹变换式的依据

    若假设波动方程的形式与光源运动状态无关,由波动方程可解出,光源在静止和运动两种情形辐射电磁波的波动函数fuwen75.gif (1485 字节)

fuwen76.gif (5549 字节)                             (1)

并应满足

fuwen77.gif (4651 字节)                                    (2)

上面两式相乘后,则可得到

fuwen78.gif (4182 字节)

显然,若令fuwen79.gif (2775 字节)

fuwen80.gif (1343 字节)                                                    (3)

就可得到

fuwen81.gif (2356 字节)                                       (4)

可见,对于满足(4)式的变换式,在将其代入(2)式后求出的 和 也一定要满足(3)式,这是判断一个变换式正确是否的理论判据。对于fuwen82.gif (1129 字节)情形时的三维洛仑兹变换式,虽然它满足(4)式,但由其得到的fuwen83.gif (1232 字节)并不能满足(3)式,这说明三维洛仑兹变换式不能成立。

6、 光速空间各向异性结论的场方程导出

    以往应用麦克斯韦场方程组推导电磁波在自由空间中传播速度时,虽然没有明确假设场源是处于静止状态,但因忽视了场源运动时产生的磁场对电磁波传播速度的贡献,实质还是等于假设场源是处于静止状态,因而导出的光速是空间各向同性。如果把场源运动时产生的磁场考虑进去,导出的光速fuwen84.gif (768 字节)就不再是空间各向同性,而是fuwen85.gif (2355 字节)具体推导过程如下:

    电场和磁场都具有能量,并以体密度分布于电磁场所存在的空间中,电荷是电场源,电荷运动不但激发有电场,还激发有磁场。相对静系fuwen86.gif (2912 字节)向上激发的磁场是fuwen87.gif (5340 字节)和磁场fuwen88.gif (6188 字节)能够激发涡旋磁场fuwen89.gif (4685 字节)

fuwen90.gif (2023 字节)                                            (1)

fuwen91.gif (5376 字节)

对于时变磁场fuwen92.gif (1332 字节)因能与时变涡旋电流fuwen93.gif (1216 字节)相互激发,所以,在距运动电荷源fuwen94.gif (7170 字节)fuwen95.gif (2520 字节),运动时变电荷源辐射的电磁场在自由空间中满足的场方程组是

fuwen96.gif (8139 字节) (2)

fuwen97.gif (4925 字节)

在各向同性的线性介质空间中,因有

fuwen98.gif (2065 字节)                                         (3)

故把(3)式代入(2)式就能够导出,运动场源辐射电磁波的波动方程是

fuwen99.gif (6288 字节) (4)

式中fuwen100.gif (1643 字节)是运动光源辐射的电磁波其波前沿单位矢量fuwen102.gif (903 字节)方向上在空间中的传播速度是。于是,由方程(2)易得到

fuwen103.gif (3045 字节)                                  (5)

也即有

fuwen104.gif (3225 字节)                                   (6)

fuwen105.gif (2668 字节)

fuwen106.gif (3016 字节)                                       (7)

显然,若令

fuwen107.gif (2455 字节) (8)

fuwen108.gif (2209 字节)

fuwen109.gif (2710 字节) (9)

7、 电磁波的横向电磁场并非同相位

    以往根据方程

fuwen110.gif (1649 字节)                                                   (1)

得出电磁波是横波的结论是正确的,但不能得出fuwen111.gif (1174 字节)是同相位的结论,理由如下:

我们知道,(1)式等价

fuwen112.gif (1558 字节)                                                   (2)

fuwen113.gif (2863 字节)

fuwen114.gif (1427 字节)                                                     (3)

(2)式又可写成形式为

fuwen115.gif (1203 字节)                                                       (4)

为了求出矢场fuwen116.gif (3442 字节)

fuwen117.gif (2417 字节)                                          (5)

比较(3)、(5)两式则知

fuwen118.gif (1686 字节)    

于是,有

fuwen119.gif (1883 字节)

fuwen120.gif (3463 字节)

wytk-2.gif (489 字节)版权所有,保留一切权力,未经授权使用将追究法律责任 版权说明  © Copyright  Authors
物理科学探疑

返回首页