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无形态物质密度的计算——《新物理》之一

齐绩 (qiji8111@yahoo.com.cn) 上传2007.04 访问177

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[摘要] 通过对各种物理现象的分析,我认为自然界大量存在着另一种状态的物质——无形态物质。无形态物质是另一种状态的有质量的实实在在的物质,无形态物质是自然界更深层次的存在。无形态物质是光的传播媒质,无形态物质是物体一切运动规律依赖的基础。在此基础上,我们对斐索实验、迈克尔逊-莫雷实验、光行差现象、sagnac效应等大量的光学实验现象都给予了很好地解释。我们对厄否实验、牛顿桶、万有引力常数的变化、正负电子湮灭、粒子寿命变长、反射定律、折射定律等很多著名实验现象都给予了很好地解释。我们对惯性质量、牛顿第二定律、动能方程、质能方程、动量等重新进行了深刻地认识。本篇论文,我们将对无形态物质进行概括介绍,并对无形态物质密度、体积模量进行初步计算,通过这些计算您会更深刻理解为什么介质会对光速有影响,为什么温度会对折射率有影响。对无形态物质的了解将使您对自然的认识更加客观、深入。

关键词: 无形态物质 折射率 光速 体积模量 密度

1.无形态物质简介

[无形态物质]

自然界中除了我们所认识的各种物质外,还大量存在着另外一种状态的物质 —— 无形态物质。

对应于无形态物质我们把常见的物质叫做形态物质

原子、电子是形态物质;打个比方,如果把电子比作一棵大树的话,无形态物质就好比是空气,它可以在树枝间任意流动。无形态物质是比常态物质微小得多的另一种状态的物质。

——形象一点说,无形态物质可以像幽灵一样穿过形态物质。

整个宇宙空间就是充满无形态物质的巨大海洋,各种形态物质处在无形态物质的海洋之中。

由于无形态物质是弥散状态存在的,我们用密度来描述它,用来代表它的密度。(密度的国际单位是kg/m3

我们举个常见的例子,在甘油中我们拉动一个和甘油有亲附作用的小球,在小球表面的甘油会被小球带动,紧挨着小球表面的甘油被小球完全带动。

如果小球换成篮球,换成地球,它们的影响力是不同的;物体越大影响力越大。

同样,由于形态物质和无形态物质之间也有着某种亲和力,形态物质运动的时候也会带动无形态物质。

形态物质越大,对空间中的无形态物质的影响力越大。离物体越近,物体对该空间的无形态物质的影响力越大。

[地球无形态物质]

那么,我们宏观来看一下地球;地球处在无形态物质的海洋之中。地球的运动会带动它附近的无形态物质。在地球表面无形态物质完全被地球带动着;离地球较远处;无形态物质就完全不被地球带动了。

换一句话说,在地球表面,无形态物质于地球的速度为零;在远离地球表面处,无形态物质相对地球的速度就是地球的轨道速度 .

如图1.1 所示 ,随着到地球的距离不同,无形态物质相对地球的速度是由零逐渐变化到 的。

这是我们只考虑平动情况,地球的转动也会带动无形态物质,会使无形态物质形成一个漩涡。

整个宇宙空间中各处无形态物质的密度是否都相同呢?

不是的,由于形态物质和无形态物质之间也有着某种亲和力,形态物质非常聚集的地方无形态物质的密度相比较而言会大一些。

也就是说在地球表面无形态物质的密度比在远离地球表面宇宙空间的无形态物质密度要大一些。

无形态物质是可叠加的,空间中某点总的无形态物质密度等于各部分无形态物质密度在该点的代数和。

(1.1

在地球表面,无形态物质被地球完全带动着。那么一辆火车从我们身旁驶过的时候,我们所在位置处的无形态物质会不会被火车有明显地影响、带动呢?

我们说火车和地球相比真是太渺小了!火车存在和火车不存在,对我们所处的空间状态没有什么影响,火车对我们所在位置处的无形态物质影响完全可以忽略。在车厢内也是同样的道理。

但是,在物质的内部,如水中、玻璃中,这时由于离分子、原子距离非常近,已经是另一个层次的问题了,物体在该处的无形态物质密度就不可忽略了。

在水中,无形态物质的总密度是地表真空中的无形态物质密度与水所对应的无形态物质密度的叠加(设地表真空无形态物质密度为)。

形态物质相对于某个空间参考系有速度,同样,无形态物质相对于某个空间参考系也有速度。

总无形态物质相对于某个空间参考系的速度等各部分无形态物质相对于该空间参考系速度与密度的全权叠加。

(1.2)

我们还是以水流为例,假如水相对于地表空间参考系速度是,我们来看一下在水中总无形态物质相对于地表空间参考系的速度。

地球对应的无形态物质相对于地表的速度为0;水流对应的无形态物质和水

流一起运动,相对于地表的速度为,所以,总无形态物质相对于地表的速度为

[真空]

人们以前一直认为理想的真空中什么也没有,其实不然。真空只是没有了空气分子,真空中有大量的无形态物质存在着。

——真空容器的器壁对无形态物质不会有任何的阻挡,就好像铁丝网不会隔绝空气一样。

如果真空是在地表,真空中弥漫的就是对应的地表无形态物质,真空中的无形态物质密度就是地表的无形态物质密度;如果真空是在宇宙空间中,真空中弥漫的就是对应的宇宙空间中的无形态物质,真空中的无形态物质密度就是该宇宙空间中的无形态物质密度。

[物理规律]

无形态物质存在的空间叫无形态物质空间,或简称物质空间。

对应于无形态物质空间,我们把传统物理中空虚的、平直的空间叫数学空间。

无形态物质会相对于某个数学空间参考系运动,也就是说物质空间会相对于某个数学空间参考系运动。

但是,物体的一切运动规律不是依赖于绝对的数学空间,而是依赖于物体所处的总无形态物质空间

我们举一个浅显的例子,鱼在水中游,水相对于河岸流动。那么鱼的受力和运动规律是与什么有关呢?

鱼的受力和运动规律是与水流密不可分的,而不是与岸边的数学参考系密不可分的。

物体好比是鱼,无形态物质好比是水;物体的运动规律依赖于它所处的总的无形态物质空间,而不是直接依赖于数学空间。

无形态物质是光的传播媒质,光相对于无形态物质空间的传播速度是衡定的

[“玻色-爱因斯坦”凝聚]

……

当原子冷却到极低的温度时,会发生不可思议的变化。原子的尺寸会增大几千倍,原来像镜面一样清晰的表面变得模糊不清了,彼此可以像幽灵一样一穿而过,而不发生任何偏转。成千上万个原子可以重叠成一个较大的球体,该凝聚体有很多奇特的性质……

科学家们让光穿过这种凝聚体,发现光在这种凝聚体中的传播速度只有十几米每秒,几乎和自行车的速度相仿……

……

可以说这种凝聚体就是形态物质转化成无形态物质的一个过渡状态。

2.无形态物质密度的计算

无形态物质是光的传播媒质,光相对于无形态物质空间的传播速度是衡定的

由波动学规律可知

波的传播速度为:

其中,为固体的切变模量,为固体的弹性模量,为液体或气体的体积模量,为媒质的密度。

总之,不管波是在固体还是在液体中传播,波的传播速度都与媒质模量的二分之一次方成正比,都与媒质密度的二分之一次方成反比。

由于无形态物质是光的传播媒质,所以可以得出光速 无形态物质密度的关系式为

(1.3)

其中, 无形态物质的密度,无形态物质的体积模量)。

大家都清楚,光在玻璃、水等物质中的传播速度小于真空中的光速。那么这些事实该如何理解呢?

我们从无形态物质的角度来理解就非常容易了。

在地表真空中,无形态物质的密度就是地表的无形态物质密度,在地表真空中的光速

(1.4

在水中,无形态物质的总密度是地表真空中的无形态物质密度与水所对应的无形态物质密度的叠加,,水中的光速为

(1.5

由于在玻璃、水等物质中,无形态物质的密度比地表真空中无形态物质的密度大了,光在玻璃、水等物质中的传播速度自然要小于真空中的光速。

当温度接近绝对零度,形成凝聚体时,形态物质几乎全转化成无形态物质,这时无形态物质密度较地表真空中无形态物质密度大很多,所以光在凝聚体中传播速度较小。

下面我们就以不同温度水的折射率、密度等这些基本常量来计算一下水中的无形态物质密度,以及初步推断地表的无形态物质密度。

由折射率和光速的关系可知

把(1.4)式、(1.5)式代入上式得

(1.6)

根据(1.6)式,我们可以得出不同温度下水对应的无形态物质密度和地表真空中无形态物质密度的比值。

从表二中可以看出,随着水温的升高,水所对应的无形态物质密度逐步降低。

需要注意的是,随着温度的变化,水本身的密度也在变化,我们还需知道不同温度下水的密度,根据公式 我们就可以计算一定质量的水或冰在不同温度下对应的无形态物质的质量。

从表三中可以看出,随着温度的变化,一定质量的水或冰所对应的无形态物质的质量发生了变化。

随着温度的升高,一定质量的水或冰所对应的无形态物质的质量逐步降低。尤其是由冰转化成水的过程,无形态物质的减少量较大。

在《新物理》中关于质能关系部分曾经推导证明并探讨:

无形态物质对应着一种能量态,无形态物质是低能态;是隐态。

形态物质对应着一种能量态,形态物质是高能态;是显态。

无形态物质对应着低能量态— 0 ,形态物质对应着高能量态— 1

无形态物质转化为形态物质时要吸收能量,物质由隐态变成显态。

——吸收的能量和转化的质量之间满足质能方程

反过来,形态物质转化为无形态物质时要释放出能量,物质由显态变成隐态。

——释放出的能量和转化的质量之间满足质能方程

能量是守恒的,质量是守恒的。

但是,物质状态的改变伴随着能量的吸收和释放。

从表三中可以看出,随着温度的升高,有一定量的无形态物质逐步转化成形态物质,这是温度升高需要吸收能量的一个原因;当然,随着温度升高,分子动能等也会增加,这也是吸收能量的一个原因。

而冰溶解为水的时候为什么需要较高的熔解热呢?这是因为由冰转化为水的时候,无形态物质转化为形态物质的量较多;我们如果忽略此过程分子动能等能量的改变量,就可以计算出地表无形态物质密度.

冰转化为水所对应的无形态物质转化为形态物质的质量

冰转化为水吸收的热量

根据质能关系式

代入得

下面我们计算一下无形态物质的体积模量.

在地表真空中的光速

从实验规律可以看出,温度越低形态物质转化成无形态物质的量越多

当温度接近绝对零度,能满足条件形成“玻色-爱因斯坦”凝聚体时,形态物质几乎全转化成无形态物质,这时无形态物质密度较地表真空中无形态物质密度大很多很多,所以光在凝聚体中传播速度较小。

参考文献:
  [1] 齐绩著. 新物理. 哈尔滨:东北林业大学出版社,2006年.
  [2] 郭成成、杨建一编. 物理化学实验. 北京:北京理工大学出版社,2005年
  [3] 杨世珖编. 近代化学实验. 北京: 石油工业出版社,2004年.
  [4] 倪光炯、李洪芳编. 近代物理. 上海:上海科学技术出版社,1979年.
  [5] 谭树杰、王华编. 物理学上的重大实验. 北京: 科学技术文献出版社,1987年.
  [6] 郭弈玲、沈慧君编. 著名经典物理实验. 北京: 北京科学技术出版社,1991年.
  [7] 古凤才、肖衍繁等编. 基础化学实验. 北京: 科学出版社,2005年.
  [8] 王秋长、赵鸿喜等编. 基础化学实验. 北京: 科学出版社,2003年.
  [9] 吴肇亮、俞英等编. 基础化学实验. 北京: 石油工业出版社,2006年.
  [10] 马文蔚改编. 物理学. 北京:高等教育出版社,1999年.

Calculating the Density of No-Shape-Substance

——The First Part of New Physics

JI QI
( School of Electronic Engineering ,Daqing Petroleum Institute ,

Daqing 163318,China.E-mail: qiji8111@yahoo.com.cn)

[Abstract] Through analyzing a variety of physical phenomena ,the author proposes that there exists a special kind of substance No-Shape-Substance .

The No-Shape-Substance is an actual substance with mass in another state. The No-Shape-Substance is a more profound element in the nature. The author believes that this matter is the medium through which light propagates and the foundation on which all laws of motion can be built. On the same foundation we can explain a great many optical experiments and phenomena, such as Fizeau’s experiment, Michelson-Morley Experiment, the aberration phenomenon, sagnac effect, and the like. We can also carry out a perfect explanation to many famous experiments, like Eötvös experiment, Newton bucket, the diversification of the constant of universal gravitation, the annihilation of an electron-positron pair, the prolongation of the life-span of particle, law of refection, law of refraction and so on. In addition, there is a new cognition on inertial mass, Newton’s second law, kinetic energy, mass-energy equation and momentum in the paper.

There is a general presentation to No-Shape-Substance in this paper, as well as an elementary calculation of the density and volume modulus of No-Shape-Substance. On the ground of the calculation, we can get a profound understand on the influence of medium on the velocity of light and that of temperature on the refractive index.

The comprehension on the No-Shape-Substance will make people know the nature more objectively and thoroughly.

Keywords: the No-Shape-Substance, refractive index, velocity of light, volume modulus, density

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