复件统一场及动体电磁理论书稿

哈尔滨工程大学用，也适用于具有本科以上文化程度的人员阅读。在版编目（CIP）程大学，2008.8ISBN978-7-81133-248- 馆CIP（2008）第118521 址哈尔滨南岗区东大直街124 销新华书 刷黑龙江省地质测绘印制中心印刷 本787mm*960mm 张字数81版次印次200881定价E-第一编第一章麦氏静电作用理论是建立统一场方程的数学基 §1.1无发散电场作用 §1.2弱力为短程电场 §1.3真空极化电荷叠加产生核 §1.4引力是中性物质间的剩余电场 §1.5无发散磁场作用 §1.6无梯度电势场存在静电作用 §1.7跑动耦合常 §1.8无奇点电场力的迭 §1.9泊松方程的非球对称 §1.10玻尔氢原子理论修 §1.11无发散电场作用薛定谔方程 §1.12希格斯粒子的质 §1.13超导现象形成机 §1.14稳恒电磁场等效电 §1.15匀电场对点电荷的作用 §1.16核力的电荷无关 §1.17脉动变 §1.18水星进动经典解 §1.19卢瑟福散 §1.20质疑及答 §1.21真空极 §1.23宇宙加速膨胀的动 §1.24暗能量与真空感生极化电 §1.25渐近自 §1.26验证电场力与运动速度有关的实 §1.27Maxwell'stheoryofelectrostaticisthebasisofmathematicsestablishingaunifiedfield 第二章爱因斯坦场方程球对称引力解的探 §2.1球对称外引力场度规分 §2.2静止球对称引力 §2.3球对称引力作用势 §2.4场方程的四种场力 §2.5近日点进 §2.6光子轨线的引力偏 §2.7空间弯曲并非真 §2.8黑洞不存 第三章双曲函数及变 §3.1电磁波的波振面方 §3.2等轴双曲 §3.3双曲变换式的几何关 §3.4双曲函数与波动方程的协变 §3.5双曲坐标分量变换 §3.6三维洛仑兹变换式不成 第四章光速与源速有关的理论依 §4.1电磁场能量守 §4.2电磁波是涡旋电磁场的横向分 §4.3电磁场的相位关 §4.4利用能量守恒推导光速与源速关 §4.5场方程导出的光速与源速并非无 §4.6利用波动方程协变性证明光速与源速有 第五章电磁波的波矢不变变换 §5.1洛仑兹变换式与伽利略变换式的区 §5.2利用角动量守恒证明动钟变 §5.3洛仑兹变换式中相对因子

的导 §5.4肖军变换式的导 §5.5肖军逆变换式的导 §5.6肖军变换式满足间隔不 §5.7间隔等价于波振面方 间隔不变式的物理意 §5.9电磁波波动方程的协变 §5.10波动方程的形式与观测者运动状态无 §5.11组合变 §5.12肖军变换式的几种形 第六章麦克斯韦场方程组协变 §6.1麦克斯韦场方程协变性的论 §6.2场量变换关系式导出 §6.3场量变换关系式导出 §6.4电磁场变换关系式导出 §6.5电磁场变换关系式导出 §6.6带电动体间的电磁作用 §6.7Bucherer实 第七章源运动对电磁波波长的影 §7.1电磁波的波矢及波长变换关系 §7.2多普勒效 §7.3相对时空观与多普勒效应抵 星系红移的物理机 §7.5非惯性运动光源辐射电磁波的波动方 §7.6介质空间中的超光速运 第八章证实光速与源速有关的实验事 §8.1迈克尔逊—莫雷实 §8.2天体的超光速视运动现 §8.3特鲁顿—诺贝电磁实 §8.4氢极隧射线实 §8.5非闭合光路实 附：非闭合光路实验相对论计算结 §8.6双星观 §8.7的爆 第九章质速关 §9.1质速关系式的导 §9.2质速关系式的修 后 参考文 势必要被以电磁波相位不变变换式为数学基础建立起来的动体电磁新理论所取代，并将导至物理学的突破性。们批评指正。笔者E- 在本书编写和过程中，曾得到淮海工学院李盛菊的指 第一编统一场理——单是统一规范理论的标准模型就需要大约20个参数：eθw、三代轻子及夸克的各种各样的质量以及四个弱衰变角θ1、θ2、θ3及δ可能已经得到对于直到大约１００GeV的物理过程的有效描述。另一第一氏静电作用理论是建立统一1037倍。核力和弱力是短程力，其作用距离分别是在10-1510-17米以内。为建立包含这四种作用力的统一理论，物理学家在作用粒子测距离的空间内存在带有正负等量电荷的真空感在四种场的作用力中均存在有平衡作用距离当作用库仑电场力及汤川核力均是作用距离远大于平衡作用距离时的结 无发散电场作用pE是定义为电势的负梯度，即

E

E可知，在真空空间中，电势满足泊松(Poisson)02/0式中0p

E原点一直延伸到Compton波长1/m尺度区域内。在没有外电场作电粒子合作用为零。但在有外电场作用时，荷电粒子q除受外电场源电荷Q激发的电势pp

p点处的荷电粒子受到作用电场的总电势就一定是p，若p/作用于荷电粒子q的作用势能VVqpq/

(r)V/

0而不再是Vq。于是，由(1.3)式知，两电荷间的静电作用势能V满02(r)V/q/

(r这个函数，不妨对(1.8)式中的径向半径rr1/x2

1dr2dr

2drdrr

4dx

可把(1.8)0V/q2(x)/(x)V/q(x)/(x)V/q/x40其中Vx的函数，x是矢径r的倒数。显然，欲使V(x1时能够分方程。因此，式中系数(x)/(x)(x)/(x)一定要是常量，而且2x/x24x/x4x/x

(x(xRx把(1.12)式代入(1.5)

R1

Rp

n!r

若把(1.12)式代回(1.10)V满足的方程是一0V/q2RV/qR2V/q/0

0情形，(1.14)式的解在r能

V

相一致，由(1.14)V

xeRx

eR/rqeR/

FVqeR/rqE

rReR/

r2r又由(1.1) Er

FRFRFqE

ReR/rr

R1.1RR0时，(1.19)够过渡到库仑静电作用。图1.1是由(1.19)式绘制的F～r关系曲R是一个积分常量，它要由实验或其它条件来确定。不过，从(1.16)、(1.19)两式可知，若要电势能及电场力在r0没有无穷大奇R是不能取零值，RR有最小值。有一种结果能够满RRM、m有关系R MmG Mm 式中M和m分别是两作用物体的质量；=h/2;h是普朗克

c是光速

G是牛顿万有引力常数。此时，无论M、mR都不会小于 m的物体，其最小测距离RmcRmm较大时，最小测距离R可能是满足mcRGm2/c。如果是这样，就与(1.20)式吻合。

1.1R是作用力的平衡点，在rR和rR两种情形时的作用力方向相反①。依据(1.20R也不同。对于质子与质子作用系统有R1.051016m；质子与电子作用系统有R2.111016m；电子与电子作用系统有R1.931013m。 弱力为短程电场非齐次常系数方程(1.140情形时有两个线性无关的解，除了有(1.16)式长程静电作用电势能解外，在rrm一个短程静电作用势能VrVV0/将(1.21)式代入(1.14)V/q2RV/qR2V/q

V

x xex02

xeRxKrm1

CeR/r2R/r

r

x01rm；rm是短程电场的最大作用距离；K、C、V0均是常量。Kre2R/r

V

1

CeR/r

r

dVrm0

mV

mC Rrmm

V0由此(1.24)V

1r

eR/rR/reR/

04r0

R

R (1.27)FV

Qqr 1RReR/

4r3Rr r r m m对于Qq01.21.3RrmV0，场作用，当rrm图 真空极化电荷叠加产生核荷云发生时，两粒子间就会产生核力作用，此时式(1.14)中的与核力作用势能V

k2rV/qk2eRxV/ V/q2RV/qR2V/qk2x4V/q

由(1.30)V式中

xek/xRx

ekrR/

Vcce

c/c/

cekrcekrR/r

FV

cr1krR/r

易验证，若假设k1RFr的两个极值点r1、r2

r321R21.4(1.35)式绘制的核力随作用距离r变化关系曲线。很明显，在r0.618R处，核力为零，当作用距离r0.618R0.618R时，核作用力的方向改变。核力的这种方向改变在核物理实验中已被2ssQ

E

电粒子为中心r为半径的

1.4QS

d4r

c其中ceR/rV/q

将(1.38)式代入(1.37)Q

c(1

由(1.39)QSr小而增大。当r0时，电荷QS

处集中分布带有电荷Q

cq另外，由(1.39)式还可看出，当r1k时，电荷QS0，这说明的外真空感生极化电荷云。随着r的增大，内、外真空感生极化电荷云Q

rr2dr

求出。由(1.29)

cck2eR/rV/q

把(1.41)式代入(1.40)式，可得到半径为r的球内含有外真空感生极化 Q

rrekrdr

kr

0c/

kr 显然，在原点处有Q0，而在r时，恰好有Q外Q对于核力，其R不能由(1.20)R11 GM

m 引力是中性物质间的剩余电场A1

c2可证得，A、是以波动的形式在空间，并满足波动方2A

2A

2

j

xchxshk0ej 变换下具有协变性。式中k0是电磁波方向上的单位矢量；ej是参x0ctx0ct。为使(1.44)式也能利用(1.46)A0/(1.44)

AAJAjA0

利用(1.46)式对(1.48)

x于是，洛仑兹规范又可写 形

Kv KA

eAjA01

e

1k

v

j x

c c j（v=0、j；j=1、2、若用n表示两作用粒子间连线方向上的单位矢量。易验证整体规范变换下具有不变性①

①A和标势均满足拉斯方程。因而必存知，力函数U和势函数分别为根据(1.52)式整体规范变换要求，电势Q Q

又由(1.7)式知，位于场中的电荷q所具有电势能VV

V

n

eR/

0 040式中qq0expik0n0k0为在n方向上电荷q0的电场线单位方向矢Re“*”表示q的共轭复数形式。若设n方向是由Qe指向q0和

带有异号电荷时k0与

同向见图1.6所示则有(k0 当Qe和q0带有同号电荷时，因k0与k0(kk2。于是，由（1.52）式知，两异号电荷间的静电作用势 1.51.5UAvcosk0n0 Avsink0n0图图 两电荷间的四种作用情能V

异异

eR/

两同号电荷间的静电作用势能V同

Q

显然，只要是00，就恒有V

在有静电作用，这种静电作用就是牛顿（Newton）1.71.7就可看出，两中性物质间存在的总静电作用势能Vm应为Vm2VV同

M的中性物体带有正、负电荷均为Qe，质量为m性物体带有正、负电荷均为q0M和m间存在总的静电引力作用势能V异和总的静电斥力作用势能V同就可以分别由(1.56)式和(1.57)式求用势能Vm21cos20

eR/rsin2

eR/

0Qe和q0M表示中性物质原子核的摩尔(mol)质N0表示阿伏伽德罗(Avogadro·Amedeo)N0M则为单子又都带有一个单位电荷e。所以，质量为M中性物质带有总的正、0 MN/MMeMN

同理可知，质量为mq0

VN2e2sin2

MmeR/rGMmeR/

0

式中GN2e2sin2RGMm F

GMmr1R/r

无发散磁场作用用理论。我们知道，在麦克斯韦电磁理论中，通过引入矢势A后，稳恒B可以写成B其中矢势A可通过把(1.64)式代入场方B

AAX

JX

4 当被作用电荷qA以速度u运动时，运动电荷q必会受EmuAAuEm

E2uA

Bmu显然，按照(1.69)式，作用在运动电荷qEmuAuB2AAuu其中u2BA

B对运动电荷q的作用势能及作用力分别是V

eR/rquAeR/mFVq1ReR/ru

r 无梯度电势场存在静电作用如果假设源电荷产生的电势是与作用距离r

当考虑到被作用电荷q周围存在真空感生极化电荷云的作用后，由(1.16)式知，无梯度电势0对电荷q静电作用势能V

VqeRxqeR/

V/q2RV/qR2V/q/

eR/r3x1r。由(1.74eR/r3F

0

方程(1.74)V/q2RV/qR2L2V/q

这是一个0 VqeRxcosLxqeR/rcosL/r

F

R2

RcosL/rLsinLRcosL/rLsinL/rr

式中arctgLR。方程(1.74)

V/q2RV/qR2L2V/q

这是一个0 VqeLxeLxeRxqeL/reL/re

01LReL/r02LReL/rF

跑动耦合常

EE/

可知，电势是与作用距离rr

V

中，又知两带电粒子间的作用势能V也是严格与作用距离rVr

rR时，V与r的关系明显是偏离(1.86)在量子力学理论中是在(1.86)式中加入一个跑动耦合常数VkQqr

其实不能是常数，它是随作用距离r的变化而变化，并使V偏离与r反比关系，而这与(1.84)式场强定义相。导致这个的原因是，真空极化电荷的作用，电场的作用势能V与q是相差一个无量纲系数1.8r1.8Vq1r

1r

R0或rR时，才有1R0时，跑动常数r1.8§1.8无奇点电场力的迭(1.19)式是两带电点粒子之间的电力作用，对于被作用电荷受到不位于同一点处的多个点电荷qi(1.19)当被作用电荷q受到不位于同一点处的多个点电荷qi作用时，(1.19)3E1qi3

r r引入等效作用距离r，可以把多个点电荷源视为会聚于一点，它对被作E1

比较(1.92)、(1.93)

rr3rr3ri qir3riri3 r3

r

qiqiri qir3rir3i

把(1.92)式和(1.95)式代入(1.19)式，就可得到被作用电荷q受到不位于同一点处的多个点电荷qi的电力作用是ririr3qir3qrir3qiqir r3i r3F 1

expR

R

GmM

Mm mM§1.9泊松方程的非球对称1r2/

r2r r 12 r2rrrr2sinsinr2sin22/

2 2 sinsinsin22 n2n2L

所以(1.99)4dx

2x4x

/

x1rn=0，1，2eRxV/

代入(1.102)4d2eRxV/4x

2 2 x

d2V/q

dV/

R2

n2V/

0时，由(1.105) VqC

11n2qC1

1

1 1

11

R/显然若取n0 (1.106)式就可得到我们熟悉的电场作用势VqCrC2eR/

r 2若取n12 1

C11Vq

2

eR/

2若取n2

1 1

§1.10玻尔氢原子理论修 0 0

RR/F

r21re

R11 m u2uFr

把(1.111)式代入(1.110)

RR/ 0u 0

mr1r

RR/EK2

e2eEP

eR/

RR/

R/EEKEP8r1r

40

RR/

e

E

区别见图1.9(1.114)rE0。而(1.115)则不r0E。若把(1.112)h

中，又可得到电子运动的德

1.9hme2罗意波长与电子的轨道半径rhme2

h2r0

R RR/1

可见，仅当r1R

2

把(1.118)式代入(1.113)E1

8

h2

0

mmMke2emM Mc00

82h2)n2)rn2r

(n1,

代入(1.117)式和(1.114)En

n

RR/n rn

§1.11无发散电场作用薛定谔方程i2r0e

如果

是球对称的，将振幅函数对r1d

2d

r2dr

kp2k

当带电粒子在势场Vp2将(1.128)式代入(1.126)

2V 2

1d

2d

r2dr

dr

E

r

0 R/ R dp2mEV

r42

将(1.131)式代入(1.126)2V 2

1d

2d

R/

Rdr2dr

dr

rrdr2

0r

式中C和a将(1.134)式代入(1.133) R

R/r

8m h0 a h0

E 2

2a rr

可见，欲使等式左边对于任何r R

R/

8m r a r

E0h0h0

2

2a

a

h2h0me4

RR/

E82h21r §1.12希格斯粒子的质

2(x)Ce2ir0xr0

x1rrmh/C为常量；i ；h普朗克常数；h/如果用V(x)(VV0)/其中e为荷电粒子带有的单位电荷。则

0V2[(x)/(x)]V[(x)/(x)]VCee2ir0x/(x)[(x)/0由0(x)eir0x 把式(1.143)代入式(1.142) V2irVr2VCeeir0xr eir0xcos(rx)isin(r

代入式(1.144)，则可得到真空态的能量V

由式(1.146)

0VCecos(rx)0

2r

Vx0

VCe/2r

VCe/2r2[1cos(r

x2(N1/2)/

（N0,1, 时，真空态的能量V Ce/r

后，式(1.150)

r0Z

2VVmin/2[1cos(Z)]Vmin/22!2

Z4

Z6

V1221

4Z/424Z/2

(1.154)(1.155)两式在Z时均有相同的最小值Vmin1.10是分别由(1.154)、(1.155)两式绘制的V～关系曲线。e同号0xxa空

图1.10～关系曲0exax0

2(r)/

Ce2ir0xx4

r2

0 由此可求出分布在0xxa（即外虚粒子云）Q

xax4dx8r2

/

xae2ir0 i40r0

0 /e)e2ir0xa

xax（即内虚粒子云所带 (x)(VV)/eV/eeir0xcos(rx)

0

x

i40r0

/ee2ir0

对于真空极化感生电荷云，若要Q内Q.0e2irx0

2将(1.162)式代入(1.159)式和(1.161)Q外i20r0(V0e)

0Vi0

由(1.140)式和(1.163)

0V0

(1.165Q外Q

cke

e137e xaN137(1.151)式可xa2(1371/2)/

137个基态中的每一个基态都带有一个相当于质子质量的m137938.28128544.36MeV1u2/1u2/u2u2/c2

mm0

Vi2mc2

2mc2

1u21u2/可见，粒子在 空间内的运动速度应是超光速运动若把(1.154)

TV

lagrange12

/2[1

2令(1.171)

Z

12Vmin1cosZx 12Vmin1cosZx Zx Zx

Z min2 2 §1.13超导现象形成机根据(1.19)FqE(1R/r)eR/

由此式可看出，当两电子之间的作用距离rR时，两电子之间的斥对位于正常态导体内的两电子，(1.174)RMmMmc如果两电子是位于超导体内，(1.174)RR

ERR大到大于超导体内两电子之间的作用距离r时，两电子之间就会有作用，尤其是在超导体外加有电磁场A后，因电子的动能变E1peA2eB

(1.174)RR

1peA2eB 到小于超导体内两电子之间的作用距离r时，两电子之间又变成了斥力“(1.178)A是与通过超导体的电流I成正比，当电流I增大时，也同样可以使R减小R小到小于两电子作“I作用下也同样会变成正常导体。R值，由此可知把超导体放入电场中，通过加大电场§1.14稳恒电磁场等效电r在电磁理论中，通过引入标势x,t和矢势Ax,t，可把电磁 B

r对矢势Ax,t求微r

E jdAtdtjj=1、2、3

dAAA xjA r

ejejA

rdxj r

ej

ej Arr

u把(1.181)式代入(1.179) rEturr

u r显然，仅当uA=0

E r

Eur

其中uAuAVqruA u u

R/

将(1.186)

r2rr

r

E 0u0

2

2r ruA0ur其中uA就是磁场的等效电势。由此可求出磁场对运动电荷qrVquAeR/ RR/ r

FVq r r

ur

ABBABAABABr可将(1.189)式中的uA展开r

uAAuA uB2AAuu r r

r ruB2AuAAuAuu u可见，对电荷q的磁作用并非仅有r u§1.15匀电场对点电荷的作用可知电势

2

2/

02/0对于无源均匀电场或无源时变场，其电势

1

由(1.193)

tV/

texpitFVqexpit

qE0expit当0F

§1.16核力的电荷无关1932年，德国海森伯，在原子核内，状态相同的质子和质子，在1937年被实验所证实，1946—1955被更精确的实验证实，其准99%。 R11

F

mcr1krR/rekrR/

首先讨论质子与质子间的核作用力，由(1.198) m mp p

1.671027

0.42

式中mp是质子的质量。于是，由(1.199)式可得到质子与质子间的核作Fpp

cr1r/0.420.42/rer/042042/

FcFc图 1.11用力就可以看成是质子分别与中子中的质子和电子作用力的和。由 11 e

式中me是电子质量。于是，由(1.199)可得到质子与电子间的核作用力 cr1r/386.8386.8/rer/38683868/r

1.12示。FFc图 §1.17脉动变周期从小于10秒到大于1000秒不等脉动变星的分布很广年轻的、年老的都有，在整个系中，变星的总数约为200万个。关于脉动原 rR

M4r3 (1.63)引力作用FGMmr1RexpR

r r 中。可证明，当rr0时，脉动变星的引力作 Kmc2r Kr3 Kr3F 0r1 0exp 0

其中K4G。当rr时，脉动变星的引力作

2FKmc2r1Kr2expKr22

R1rR2区段内的物质均要Kr1 021KR22

图

RKr

1/K1/K1 RR21

此式表明，只要星体半径r0R1rR

以内的物质叫内层物质，位于R2rr0之间的物质叫 形成一个稳定的内核星体，物质受到内核星体的作用是斥力作用，在此斥力作用下这些物体将沿径向作背离内核星体运动当跃过半，核星体与物质之间有一个弹簧常数为k、自然长度为R1的弹簧作用其间，使物质以R1为平衡点做简谐运动，下面就来计算物体的，rR1在rR1 FrFRsFR FR... R

可将(1.204)

Fss/R2s/R25s/R37s/R4...e1

R1 R1显然，当sR1R3Fse1GMmsR31

ke1GMme1GMm

R R ds

1ks22

E

由方程(1.215)

Mstk其物质相对内核星体的振动频率和振动周期T分别k

k k

T

kkGMT

1再将RKr3代入(1.219)式，就可得到脉动星物质的振动周1 1/28 T

R1ff4Gr2

于是，脉动 物质的振动周期又可写0T2e1/2fr/0

可见，当作用距离rR1时，星球不是形成黑洞，而是形成物X射线和§1.18水星进动经典解种进动尤其明显1859年勒威耶根据多次观测发现所得到的水星近日点进动值，要比按照牛顿万有引力定律计算所得的理论值每世纪快38角秒。19世纪末，学院的纽康( FrGMm

作用下，行星运行轨道的角周期T和径向周期Tr恒等.也就是水星进mu rUr2

l2lUr2mr2

Ur是等效势能l是轨道角动量。对于椭圆轨道，其行星角动量l

mr2

(1.226)

GMm

22Ur

把lrmu代入(1.228)GM1/u

dA1r2d1r

1

把(1.231)

mr T123/2

dA/

2ab123/

r2T

0ra120

是半正焦弦；a是椭圆轨道的长半轴；b是椭圆轨道的短半轴；是离心率。把(1.230)式代入(1.233)式，在rr0处可得到行星运行的角周期T r3/

GM1/2径向周期Tr是行星沿径向谐振周期，由(1.229)式知，在rr0处其k

d2Ur

00

m1/k

1/

3/r0r

比较(1.235)和(1.237)

GMTr2TrT

FrGMmr1RexpR

r r R

不再是mrumru其中u是在(1.224u是在(1.240)式引力的作用下行星运动速度，在(1.240的角动 与d关系式mr01ReR/rmrumr21mr0

0 0 0

把(1.242)

dA1r2

dA

20

r

21R/r0expR/r0 212R/r于是，由(1.232)A123/

2123/2

2R 2r

2RT

0

dA/

r0

u

r0①m的行星绕质量为M的恒星转动的角速度L是不同的，其关系可以这样导出：在牛顿引力FGMmr的作用下，行星绕恒星运动的角动量Lr,满足 dLr,r

Lr,mr2d。如果把引力换成(1.240)式，行星绕恒星运动的角动量Lr,dLr,r

Lr,mr2d。由于F1-Rexp-RF,所以（2） 2

r

r dLr,1RexpRrF1RexpRdLr,

r r

r r

Lr,Lr,

RexpRr r r r

22

expR 0

RmrGMmexpr

0(1.246)

0UrGMmexpR

r0把lr0mu代入(1.247)

0GMexpRGMexpR/rr00

1R

2r 0再把(1.249)式代入(1.245)T r3/213R

0 GM1/2 0

2r对于行星沿径向的谐运动，由(1.248)式知，在rr0k

d2Ur00

r

3Rr

m1/

0 3RT2

r3/2

k

GM1/2

2r013R13RT

2r

2r

3R

3R 2

2 0 013R

r0

0 2r 0

再把(1.234)式和(1.241)式代入(1.253)06R6GM ac2120把有关数据代入(1.256)

6 360

36.6710111.9891030

42.9秒百年a12c2

5.79101010.20629d d2由(1.242)

Fmarmdt

r

d

1R/rexpR/rr2

GMrexpR0GMrexpR0 0rm

(1.256)取r对t

d

rx1RxexpRx

dr

dx

ddx

dt

1RxexpRxd2rd

dx dt

d1RxexpRxdC2

dx

d2x

41Rxd

d2

把(1.261)式和(1.259)式代入(1.255)C2

dx

d2x Frmar

41Rxd

d2x

1Rx 将(1.262)式代入(1.240)d2 dx d21Rxd

xC2

1

d2 d C2

1

d2 d21C26Rx

(1.265)d2

AC16AR16ARx

1xr

1

AB

11

1

当变化一个周期时，即2时，其近日点转过的角度

2111

26AR把

C2GMrexpRGMa12expR

r r 0 0代入(1.271)式，同样可得到(1.254)§1.19卢瑟福散卢瑟福散射实验是α1.14所示。根据理论推N与散射角应该满足Nsin4常2Nsin4是随着21.14αNsin42随着的增大而减小是由于粒子周围存在的真空极化电荷导至两电荷考虑粒子周围存在的真空极化电荷作用，带有2e电荷的α2Zke2 R RFr

exp

在此力的作用下，α粒子在rrminlmub

R

min

min min式中R

；b

M

Mm是粒子的质量c是光速在散射过程中，α粒子的动量变化量在rrminpmu

sin2

p2Fcos把(1.273)式代入(1.276)

22Zke2 R R 1p1又由(1.274)

2

expmin

min

r2 R Rmin u0b

expmin

min

把(1.278)式代入(1.277)p

21

Rexp

R

cos

1 4Zke2

R

R2 ub1 exp

2

min

min1/2

2/2

比较(1.277)和(1.279) R

Rbr0ctg21

exp

min

min对于rminR

r0

00

brctg14R

2

min1.14易看出，散射粒子双曲线轨迹方程的虚半轴的长度等于碰撞参数b，实半轴a为a a r

0 2 min 0(x

bsec

2 2 引入极坐标后，(1.285)11cossinsec

b 2 111sinsec

b 2 把(1.287)式代入(1.283)b2rctgb4Rrcsc1

2 0

brctg

20211

/1sin

16rsin2

2对(1.289)

db

2 d

2

dd2bdbr2 2

3 d

sin 2 2d1r

1sind

4 d 2ddn

N0

代入(1.293)n个α单位时间内方向且在d立体角内测得的α粒子数为：dn1r

nN0tdsind

4 4 d2sin 2 设探测器的灵敏度面对靶所张的立体角为(1.295)式可知在T段N1r2nN0Tsindg

4 4

d 4

gsind

d g是1.15Rr00.110.125(1.297)图 关系曲g~Nsin4并非是与2福散射实验应是支持(1.273)式成立的重要实验。根据(1.292)式，当1时，散射角 2

16R/r1 也存在有一个最小值min，它与αD有关，如果粒子束是正对原子核，其碰撞参数b的最大值应D/21.16所示。把bD/2代入(1.289)式就可求出散射角的最

1.16αDr0

min2acrctgD/2r0

D是趋于无穷大，则有min§1.20质疑及答复论实质上是此文所述理论的子集。由‘迈—莫‘实验逻辑上应推导1k0u1k0u/2理在建立过程中是有逻辑的，所以理论上只考虑c=c’的情况是不完整的1k0u/2更应该先考虑1k0u/2①此节是我与shetcslionE-mill1k0u/21k0u/2c=c’是错误的。要想说明这两种理论谁对谁错，了rRr，将其代入（6）式可以得到r0是一个和r，m，M相关的量，如果mMrShetcslion

k0k0u/21c1

论更加接近实际，从（8）r（68）还可以证明宇宙是膨胀的，而不在需要假设宇宙膨胀是于一次大。PRPeR/r1eR/r1rr确定,这样，就可得到P点的势能0ErP相距很远的点QQ须选另一参考点

:

)，

的位置由e

确定，Q点的势能就是QV0EQV0E

0eePQQ显然这时不能用VV来计算如果用定义来算 Ed1rQ

1r这时您认为还能设r

1吗？显然这时R由RM 和e

1rr

由文中（7）式知，场中任一点的势能是V

er

R

Vd

r

rd

Rr

r

rEr rQR

R

P

r1

ErPP

Q 其中V

r。显然，VPQ

EdRR等于零时，VPQ VPQPV也就是说，在一般情况下V

我叫sln况，已不必向您继续隐瞒，还望体谅。

R

Vdererd

RrererEr rQR

R

er1

ErP r0V0

Ed1 r 00VPP0点的势能，即VVPP0

R

0P

r1

Edl

R

P r0er1 Edl0Edlr r er1

R10rr0而您又在＜＜四种场力的统一理论＞＞中说无论M和m为何值，其R都不 。请问这是怎么回事呢？难道是V0shetcslion

P r0V0

Ed1 r 0正确的V表达式应为 VPVd1r q(r)e(r)1

r关系如何无关紧要，重要的是要知道V与

您认为对于单位电荷来说有V0VdqP 说也有V0Vd，只不过q含在VeP

的EFEPf，使得fF0将q从P0缓慢地移动到P，此过程中F的做功不会受到0

的影响，仍是P

P0 0WPF0

VVPVdPFdlPVdl于路径任意且FqE，所以F 即qV，这样，当q取单位电

V，也就有22V＞＞的第6到7页交界处的讨论不相符，这似乎是一个不可解决的。shetcslion

E 式代入FV可

R

FVq

rqRr

rqE

Re

r3 r

rr r

Er

F/qE1R/reRF/R

shetcslion§1.21真空极真空极化电荷对静电作用的影响其实早 们所认知，对其学描述也是在电势表达式中引入一个与笔者引入

，并称

为等效的耦合常数，在大作用距离处，

和都是趋于1，但在小距离处

只有136/137的数量级。人们在所有低能实验中测量到了物理电荷，实验上测定的e值必定是电子的物理电荷，电荷必定大一些。eQ(r)增加是明显的，然而只有在极其小的距离处，函数Q(r)才远离1。从正电荷产生的势利用Uehling势的积分表达，可以用Poissonx=0处存在的一个正电荷，和一个延伸到Compton波长1/m尺度区域的负电荷云，感生电荷云的行为正好和原有的极化介质情况相反!有一个偶外部。总的真空感生电荷是零，这可利用Poisson方程和Gauss定理的测量甚至可以看清更高阶Zα的贡献，对光子子的更高阶修正也§1.22向心力变化对行星角速度影在不同的引力作用下，质量为m的行星绕质量为M的恒星转动的角速度L是不同的，其关系可以这样导出：FGMm

的作用下，行星绕恒星运动的角动量Lr 满dLr,r

F

Lr,mr2GMmr1-Rexp-R

r r 在此引力的作用下，行星绕恒星运动的角动量Lr, 满dLr, r

Lr,mr2F1-Rexp-R

r r 所以（1.305）dLr,1RexpRrF

r r R RdLr, exp

Lr,Lr,1RexpR

r r 0 0（1.303（1.306） （1.309）式中，就可得Lr,mr2d1RexpRmr2

0 r r

0 0 0§1.23宇宙加速膨胀的动，在半径r球体积内所含物质的质量M为M4 r

RGMmc2代入(1.63)

4

G/c

图2.2就是由（1.312）式绘制的F~r1.17可以离r01/，当0rr0引r引

0.2936mc2/r 而当rr0 大值是在r＝1.51r处，其 0.198mc2/r。这种物质间存在的斥力作 才真正是宇宙膨胀的根源。如果取宇宙的平均物质密度物1026kg/m3由（1.312）式可计算出，对距宇宙质心距离大于190亿光年以外物质，按照（1.312）式，位于在r

做加速膨胀运动，运动到位于空间物质质心为r处时的膨胀速度u一定mu2r F mc2

r1r2er221mc2r2er2e1221mc2e11r2e1r22

由此可求出星系的膨胀速度u与距空间物质质心距离r1xu1xxr2

e1xe1x1.18x为横轴，以u e1xe1xdududx dx

xx

cr

xx1 e1x

1929图 ～关系曲线图1. ～关系曲距宇宙中心距离为(1～2)106秒差距处星系的退行速度得到图1. ～关系曲rc/1.6210180.0043c/1.6210187.961023米x10.5代入（1.316）xr

10.51.66r

3c24G5.351024克厘米说服力的。 宇宙物质密度和 因子q0、哈勃常数H0有关系式3q3q 把（1.320）式代入（1.313）

/H/再把（1.316）式代入（1.321）式，就可得到哈勃定H0cx/q0/ru/

x/x/

（1.3150x/qe1x0（1.324

xxq01e如果已知x，由（1.324）式又可求出因0qx/e1xex0

§1.24暗能量与真空感生极化电前面已讨论过，在带电粒子周围测空间内，存在有等量的反作用力，作用力的大小与外场强度成正比。并导致质量分别为M、m的两质点间的引力作用是FVGMmr1R/reR/RGMm/c2GM/

1.21（1.326F～rr0和rF0；当0rRrR质间为引力作用，且当r 时，有F0图 图知，其对距质心为r场点处质量为mrer2Fmc21rer2

4G/

F0；当0r

为斥力作用，且当rF01.20（1.328）式绘制F～r关系曲线。设质量为m的物体在质心处以速度u0沿径向方向向球外抛出由牛顿0学理论和（1.328）式的物质作用力可计算出，物体抛到距球心距离为r处时的运动速度u满足01mu21mu2

F

u0u02rexpr222

1.22m抛出开始在引力作用下速度是随r图 ～曲小，在物质图 ～曲力作用。如果说暗能量存在，它就是众多带电粒子周围测空间中§1.25渐近自

R3

R R图 图F与作用距离r1.23rrF

d2Fr

R

R

Rr

9r

18r6

Rr6.28995即有r0.15898RR

R

Rr

91/9r

181/3r61

R/rm

若取rmR2019（1.336r0.04478R。F

cr1r/RR/rer/RR/

代入（1.333）R

R

R

R

R

Rr

9

15r

6

3r

3

10

由此方程可解得r0.14315R由 原理可求出质子进入核作用的渐近自由区域内所需能是

Emc §1.26验证电场力与运动速度有关的实E的作FeeE，而是FeFeeE1k0w/22其中k0E方向上的单位矢量；w是电子的运动速度。显然，当EFe

1w2/

1.25磁偏转实验装置进行1w2/1w2/

1252ewBm2

距镭源为2位置开一个小孔，由(1.240)式知，垂直穿过小孔的电子运动速度w一定是1eB1eB/meB/20B就可算出垂直穿过小孔的电子运动速度。x。若假设极板的长度为l，易得到1Fl

1l2Fx e

e

2mw

1w2/1w2/E可由两极板间的电势差UEU/

（1.3451w2/1w2/x 22m0dc

w2/

如果电子受到电场作用力是（1.341）1el2U1w2/x

2

2m0dc

w/（1.341）式，还是符合（1.345）B2.3103特拉斯；0.5U105伏特；l1d0.4米。由（1.343）1eB/m1eB/meB/201w2/1w2/x 22m0dc

w2/

0.122米

若将（1.349）式结果代入（1.348）1el2U1w2/x

2

0.05米

2m0dc

w/§1.27Maxwell'stheoryofelectrostaticisthebasisofmathematicsestablishingaunifiedfieldWeknowthattheelectromagneticandgravitationarelong-range,Theyareinverselyproportionaltothesquaredistance，Theroleofstrengthdiffer1037times。Nuclearandweakisshort-range,Itsrangeisin1015metersand1017meters,Fortheestablishmentoftheunifiedtheoryincludingthesefours,physiciststriedtoinctionasPerturbationtostudy,orasthetransmissionofinctionthroughtheexchangeofintegerspinBoseparticlesbuttheydidnotreceivesatisfactoryresults.Mostphysicistsbelievethatnewideasmustbemadetogravityincludedintheunifiedtheoryofnature.Inthispaper,byconsideringthesourcewastheroleofchargechargechargearoundtheroleofvirtualparticleclouds,derivedtheelectrostaticfieldequationsfromMaxwell'selectromagnetictheoryincludingnotonlyelectricitybutalsototheweak,nuclearandgravityunifiedinthefieldequation.CompletetheoryofIntheelectrostaticfieldroletheory,TheelectricfieldstrengthEonthePfieldpointsbythesourcechargeQstimulatingisdefinedasnegativegradientofelectricTotheformulaintothedivergenceequationofstaticelectricE/

EKnowthatelectricpotentialsatisfythePoisson inavacuum02/00isvacuumdielectric,ischarge onthePfield

Iftheassumptionthatthereareacertainnumberofvirtualparticlewithapositivechargeandacertainnumberofvirtualparticlewithnegativechargearoundineachcharge,heabsenceoftheroleofexternalelectricfield,thesevirtualparticlecloudshouldbeinastateofstaticequilibriumdistribution,thereisnotheroleoffieldstrengthtothechargebyitsurrounds.Intheroleofexternalelectricfield,thevirtualparticlecloudpolarizationwillhaveavirtualelectricdipolemomenteffectonthechargeitsurrounded,thevalueofthevirtualelectricdipolemomentshouldbeproportionaltoexternalelectricfieldstrength.Accordingtothisassumption,forthechargeQbeingaffectedonthePfieldpoints,itsperipheralvirtualparticlecloudswillhaveavirtualelectricdipolemomentPonthePfieldpointsbythesourcechargeaffected.IfthevirtualpolarizationelectricdipolemomentPisdefinedasgradientofelectricpotential,andp

Where istheelectricpotentialonthePfieldpointsbythesourcechargeQstimulating.ThenthetotalelectricpotentialofthebeingaffectedchargeqonthePpointsmustbepIfp1p/Where1p1/r,theelectricpotentialofthechargeqshouldVqpq/

Also

rV/

Butis

V/q Soweknowthepotentialenergybetweentwochargeshouldsatisfied0fromstyle0

Maywishtomake

r1/

insteadofradialradiusrinstyle(8)for

r,and 1d

2d

4dr2drrdr

ExpandingstyleV/q2x/xV/qx/xV/q/

x41xWhereVisa ofx,xiscountdown theradiusvectorrItisclearwishtoVcanbeincludedintheformulaofCoulombpotentialelectrostaticinthecase

x1,style(10)mustbeaconstantdifferentialequation.Soconstant,and

x/

x/

must

AlsobyR,there

x/

equivalenttoconstant.IfexpressedtheintegralxTostyle(12)intothestyle(5)

eR/

R1

R

/(r)eR/r

rn!r Itcanclearlybeseen，thesecondoftherightsideoftheequationjustisthenegativegradientofelectricpotentialgivebypolarizationvirtualelectricdipolemomentPonthePfieldpoints.Thisshowsthatstyle(5)iscorrect.Ifsubstitutingstyle(12)backstyle(10),knowthattheequationoftheelectricfieldpotentialVsatisfiesisaSecond-orderconstantcoefficientnon-homogeneousdifferential0V/q2RV/qR2V/q/0

Incase

0,ifthesolutionofstyle(13)can