
力的微观机械论.doc
8页1力的微观机械论的假设热力学第二定律归结为一个词可以是:熵增这是“热量子”和在其所对应的宏观系统中成立的一种见解如果有一种极小粒子的存在,在和物体构成的系统中是通过“窜进 ”物体而不出的方式造成熵减的趋势极小粒子称做“玄子”类似内部真空的容器破碎时气体涌入的过程称做“玄子熵减” 过程玄子弥漫在宇宙中做着高速的、无序运动(这和有些时侯所说的以太有所区別)在玄子熵减的过程中,玄子涌向吸纳玄子的物体,这个物体就形成一个力场,使处在其力场中的物体由于受到涌流玄子的定向冲撞而具有顺着玄流方向运动的趋势这样的受力称做:“玄力” ,记作 (1),表示 A 受到的力源 B 的力,箭头方向就ABF玄子涌流的方向把某处单位面积 s、单位时间 t 玄子涌流量大小称做“玄场场强” (2) 是 s、t 上涌流过的玄子总数E 是一个矢量,方向是玄子NE=st玄 玄涌流的方向(与气体压强类比,气压是可以指向任一方向的)为了便于探讨,假设在不同物质的受到的玄涌冲撞的所有质粒等同且均匀分布,其受撞过程也都是等同的(实际上按元素、是否放射性、是否为晶体等分类方法,其过程是有所区別,非理想化的)这样就可以用放置检测物的方法来测算 E 的值。
检测物必须是由最上层到最下层不存在质元叠磊状态的平均单个玄子与质元撞击作用用时△t 内的动量转移量 (3),所有受玄子撞击质元面积在单dmvf=t玄 玄玄位时间 t 上的积分值 (4), 为面积变化的速率的表达若受t0Sf总 ft力为 F,则 (5 ), (6), 表示受撞的质元的总数,E=f总 玄 =ns总 质 元 质 元 n质 元为单个质元受撞面积则 (7) 表示单个s质 元 mFESfs质 元 物总 玄 玄 质 元 质 元质元的质量, 是物体质量m物在玄子是以力源为圆心涌向力源的情况的时候,因为圆球表面积 S 与半径 r 的关系是 (8)故球体 r 处单位面积 s、单位时间 t 玄子涌流量即2S=4r(9)精确的表述和计算要运用徽积分的思想,暂不讨论)r2NEr总 总力场单位时间 t 具有吸纳玄子的能力称作场能(U),即 (10),则NU=t总球(11)r2UE=4球2下面讨论一些用理论解释或预测现象的个例:★新理论怎样兼并容纳牛顿万有引力定律:其公式 (12)用12mF=Gr牛顿理论推算出在地表的物体具有一定的重力加速度为 (13),且其2Mg地值在日常感觉和相应检测实验中不存在出处。
这是因为在观察物较小时,其是可以当作放在地球力场中的场强检测物的(为简化探讨难度暂不再把检测物当作力源)若我们观察的物体所构含的质粒在其空间内是极小的、几乎平均分布的现今的认知水平下推测出的原子的半径为 米数量级,其核心部分半径为-10米数量级原子间又有较大空隙,构造原子核的质粒间应还有空隙故较-150小的物体的构成质粒几可以做到无叠磊,都可看作是场强 E 的检则物它们受力与质量的关系都是正比的为了便于讨论,其实这里都只是理想化的假设)这情形可以看形象、夸张化的下面两组图片对比来理解3(甲组)(乙组)也可以把物质构造与宏观感知类比一下:如许多人给出的太阳半径 (d)大约为米,太阳与最近恒星比临星距离(D)约为 4 光年做个运算83.410(14)把太阳与玄子等同,物质构成质粒看作是太阳,太216Dn=.d阳数量大于 个,此物质就一定不可能当作检测物数量不大于 n 就16.0有可能做到质粒无叠磊,从而能当作检测物那么物质内所有质粒面向玄子涌流面的总面积: 与其质量 m 关系是 (15)( 为单个质粒受玄子冲S总 sS=单总 单 s单撞面积, 为单个质粒质量)可以列出:单(16),又 (17),有(16)、(17)r2UF=ESfsf4r地总 玄 玄 单单 F=g(18)。
可以得出物体受力大小与质量成正比与 成反比,2sgfrm单地 玄单 2r4进而重力加速度亦与 成反比可是在厚度大于 或密度大于 ,牛顿定2r H临 界 P临 界律就不再适用了新理论是追求力的机械论的根源,牛顿的定律的正确处是部分力的现象的近似数学表达★力源场能 U 与其质量 M 的关系:在其密度小于一个临界值 且小于临界体积 时,U 与 M 是一个正比例的P临 界 V临 界关系在 时 M 的增加 U 仍会增大,但不再是正比关系V临 界 临 界大 于 或 大 于它们的关系如下 丙图:还有如下图 丁图:这是因为在密度、体积不超过临界值时,物体内各质力源间不存在相互影响在其中一个超过临界值时,物体的场能不再是各质力源场能之和了场能与构成质粒个数不成比例,就是与质量不成比例此时用牛顿定律测力源质量就不适用了★力场中物体受力情況:(这里仍暂不把受力物体当作力源)引入玄冲质量( )的概念: 在一定场强中M玄 冲5的物体,理想化地把受到的玄流冲击力平分到一定数目的质粒上,使每个质粒受力大小( )等于检测质粒受的力这样在一个物体质量大于临界值( )M玄 冲 M临 界时,会存在质粒的叠磊,就会有部分质粒受不到玄子流的冲击,把能受到玄子流冲击部分质粒质量和称作:玄冲质量。
这可以类比牛顿理论中的引力质量 )场强不变 与质量 M 的关系如下戊图: 玄 冲在 内, =M,即图形斜率为 1 处, 不变0M临 界 玄 冲 M+临 界 玄 冲★与场强 E 关系:因 E 的值是与玄子涌流密度 、速度 两个因素玄 冲 玄 V玄有关与 的关系如下 己图:玄 冲 玄在 所外状态下,构成物体的质元全部都被玄子流冲撞到了故在E临 界段 与 E 是正比关系在 处, 是个小于或等于0临 界 M玄 冲 E+临 界 M玄 冲M 的定值可作检测物时, =M这是 主导 E 变化时的情况玄 冲 玄主导 E 变化时,关系如下 庚图:V玄6玄流密度不变时,物体受撞击面积不变,相应的受到撞击质元的数量不变,故不变,其值小于或等于 MM玄 冲由于构成物体的质粒总是在无序运动中,从概念统计的观点看,无论物体作为力源还是受力物,质粒群个性不会是单质粒个性之和★检验新理论的个案:如下 辛图:e、f 是等长、弹性完全相同的弹簧,c 为固定立柱, AB 间距离为 r在A、B 非同一种质粒构成情况下,它们的场能与质量就没有相同比例常数b也就是 无法相等,ABAff玄 ( ) 玄 ( )、弹簧伸缩量不同。
即使是同种物质, 受力大小涉及到两物体质量、两者之间的距离、两物体形状,调和成相等也很难例如:看, ,(19)得出在 A、BBAAB2UF=Sf4r玄 ( ) 玄 ( ) ABA2UF=Sf4r玄 ( ) 玄 ( )处在 ≠M时情况下, 、 调和成相等就很难多数情况下弹M玄 冲 A玄 ( ) 玄 ( )簧伸缩量是不同的但在牛顿的万有引力引力定律下两弹簧永远等长★如下 壬图:A、B 为同种物质,在重力向下情况下, 远小于 时,1h2为刚性绳,在剪断 后, 部分将逐渐变短有2L1L2(16)得r2UmF=ESfsf4r地总 玄 玄 单单(20), 等价于 又rrkM总 玄 玄 物 物 k物 物 S总(21)有(20)(21)得 (22)F=g物 r2Efg=M4玄 物 物因为假设 远大于 ,B 物体厚度大、且置于 A 下,甚至可以认为是 B 不再能2h17做场强 E 的检测物,所以 是小于 的,故其重力加速度BP=kMAP=k壬图其设计比下图 癸图BAg更能明显得出小物体快于大物体下落的结论己经有很多人运用单摆、扭称、愣镜、高速摄像、光珊测速、光干涉仪等各种工具做过比较不同物体加速度大小的实验。
最早说过轻物下落速会有大于重物情况的应该是伽利略①1983 年T、B、Settle 和 R、Miklick 做过其验证实验② 1922 年美国人厄阜等人做过③还有美国费希巴郝为首的科研小组、澳大利亚昆士兰大学的斯塔绥教授、美国爱克森石油公司的探油专家、美国加利福尼亚大学的纽曼④实验设计和数据都不太详1971 年 8 月 2 日大卫-斯科特在无空气的月球表面做过使锤子和羽毛同时下落的实验,但这个实验设计的太粗糙了★探讨一下太阳系一些情况:暂不行星看作力源,探讨太阳与行星大体的受力情况太阳很大,行星也都比较大无论作为力源还是受力体,其 U 值 M(玄冲)与质量 M 都不再是简单的线性关系但它们大体的规律还是可以推想出的23),22sUF=Sf=Mf4R4m单日 日 玄 玄行 ( 玄 冲 ) 行 行 玄 冲行 行 单(24) (25)由M惯 行 行 行 2RT行 行 行 F=行 ( 玄 冲 ) 惯(26) (27)是个定值,令323sU=fT16m行 玄 冲行 单日 玄行 行 单 3sUf16单日 玄单(28)开普勒第三定律中的 部分由 (28)来决P行 玄 冲行 行 2RT行行 MP=行 玄 冲行 行定的。
距离太阳近的行星大都小于远日行星,这会造成 ,可以看戊图来远近理解;但是行星距离太阳越近处,其所在位置场强越大,这会造成 ,可P远近以看已图理解这样远日、近日行星的 P 值就会抵消的差不多大各行星的 P值若能保持大体的相同值则 就可以是相差不多的数值了32RT行行月球相对于发射的人造卫星来说大很多的,发射一颗卫星到月轨,卫星的8速度会是远大于月球的,因为 远小于 可实际上月球MP=月 玄 冲月 月 P=卫 玄 冲卫 卫很大,有地球的四分之一大,是不能把月球对地球的引力忽略掉的 32R=T月月32R=T和 平和 平 32国 际国 际 32R=T天 一天 一在地球绕日轨道上的人造卫星其运行速度也是远大于地球地表物体的潮汐规律也不再是拉普拉斯潮汐动理论与牛顿定律结合这么简单就能解决的了,因为地球月球力的属性与其大小不再是简单的线性关系还有许多与力有关的运动异常现象可以探讨:如行星进动的异常、远日星体运行规律与开普勒第三定律不再吻合、远行航天器运行规律的异常(如先驱者1O 号、11 号,旅行者 1 号、2 号飞到外太空后不再遵循牛顿定律 )、慧星运行周期无定值且渐变量大……★在一定的系统中,按热力学熵增定律会发生宏观实体质量减小的趋势。
玄熵减存在的话宏观实体质量会是增加的趋势在两个趋势不能平衡抵消的状态下会造成实体大小、形壮、运动状态的变化魏格纳大陆飘移说证明了地球大小、形壮的变化美国人威尔斯分析古珊瑚虫化石,从其年轮和生长线推测:地球在 6 亿年前一年不少于 425 天,一天约 20 小时;4 亿年前一年约 405 天,一天约 21、5 小时;3、7 亿年前一年约 395 天;2 亿年前一年约 385 天,每天约 23 小时⑤英国《自然》杂志于 1978 年 10 月报道:美国人卡姆和谱姆庇数千只鹦鹉螺解剖后发现其是一种奇妙的‘时钟’,其外壁上的生长纹默默地记载着月球的地质年代中的变化历程通过观察各时代鹦鹉螺化石的生长纹论断出 4 亿多年前月球绕地球公转的周期为 9 天,随着年代的变迁逐渐为 15 天→18 天→22 天→26 天,直到今天的 27.3 天通过三千年来对月食的纪录推测和通过利用现代高新手段如激光测距来测算发现月球自转周期在变大现在也知晓了许多太阳系其他星体运行状态渐变的证据当然,这些现象也有很多其他的解释①(Galileo Galilei,On Motion and on Mechanics,Univ.of Wisconsin,1960, p. 48.1922)。
②(T.B.Settle,Galileo and Early Experimentation in R.Aris etal(eds.), Springsof Scientific Creativity,(Minnesota,1。
