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二十八 狭义相对论的深入研究—有关电荷的辐射场

谭少雄

场是用来消除牛顿的超距作用的。据相对性1+1原理场速的变化主要表现在质点的辐射场的变化。

简单证明如下:

s参考系中的光传播方程为:

c2t2=x2+y2+z2 (1)

s’参考系中的光传播速度为 u,光传播方程为:

u2t’2=x’2+ y’2+z’2 (2)

s’参考系相对于s参考系以速度v运动,令:

t’=βt+rx

x’=α(x-vt) y’= y z’=z’ (3)

方程(2)式可变为下面形式:

c2t2=x2+y2+z2-(u2-c2)β2/c4(c2t-xv)2 (4)

上式可变为:

c2t2+(u2-c2)β2t2=x2+y2+z2 +2(u2-c2)β2/c2 txv -(u2-c2)β2/c4 x2v2 (5)

式(4)最后一项代表场中运动的量子由运动产生的辐射场的变化。由于我们探讨相对性1+1原理有关光速在媒质中的变化,有关以上的公式必须做深入说明。经典电动力学的发展是由麦克斯韦完成的。其根本为有质动定律,质点取走后也还存在的场,决定作用在质点上力,必须忽略场中运动质点的辐射场对中心场传播速度的影响,爱因斯坦认为需忽略场中运动质点的辐射场是其理论错误的根源。式(1)代表质点取走后也还存在的场传播,式(4)代表运动质点系统s’参考系中的场传播对于s参考系的相对性。式(4)减式(1)可得量子在s参考系场中运动的辐射场没有变化的波动方程。

(u2-c2)(c2t2-2xvt+x2v2/c2)=0

它代表在场中运动质点的辐射场没有变化,借此我们对场中运动质点不产生辐射场变化的特解有基本的了解,宇宙中诸多系统比如原子是极易稳定的,因此特解具有重要的现实意义。电磁波辐射与吸收发生于两个稳定态之间,两个稳定态之差即为辐射场差值,电磁波辐射与吸收只是辐射场的变化。此方程的解为。

u=c 它代表麦克斯韦场方程忽略运动质点辐射场的情况,与实际运动质点有波动不符。略去。

不能忽略运动质点辐射场的情况有。

c2t2- 2xvt+x2v2/c2=0

c2t=xv

相对性1+1原理推导出的场传播作用轨道自旋方程正是德布罗意波方程, 如果最后的方程量子化,有。

c2.n.1/场周期=xv c2.n.h/mc2=xv xmv=nh

我们设电磁场的波动从两参考系的原点重合时开始波动,如果电磁场的波动从s参考系的原点到达x时有n个物质波波长,对应量子化n个场作用波长,则一个物质波波长为h/mv,与实际相符。

式(4)代表运动质点系统s’参考系中的场传播对于s参考系的相对性。运动的量子的场传播等于相对静止的量子场传播加上量子的辐射场。这一论述可推广到引力场传播。

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