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基本粒子、光子、物质 Elementary
particle、photon、matter
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电荷与物质 赵丰军
在中学物理教学中,常让我想起这样一个问题,物质带电到底是物质改变了什么内容,才说物质是带电的,为什么同性电荷会相斥,为什么 电荷 普通物质的质量,能用物质内的光子与环境光子相互作用光子信息,表现出自己的质量,那么对待物质带有电荷是怎么分析呢。 由于物质的质量并不是物质本身固有的内容,是物质本身的光子信息与环境光子信息相互作用后表现出的质量,所以,任何物质只要有质量就要不断地与环境相互作用光子,当这个物体与环境作用光子的时候,在相等的时间内,吸收到的光子信息能量和发出的光子信息能量,并不是绝对平衡,这样,就会表现出某一段时间内是吸收到的光子信息能量多于发出的光子信息能量,而在另一段时间内,发出的光子信息能量多于吸收到的光子信息能量,只要不平衡就会表现出与普通物质的不同,人们把这种不同说成是带电荷。 就是说普通的物质,是物质吸收到的光子信息与发出的光子信息总量是平衡的,我们说它们不带电,而吸收光子信息和发出的光子信息不平衡,我们就说成是物质带上了电荷。 在相等的时间内,当物体发出的光子信息能量多于吸收到的光子信息能量,人们将这种现象说成是物体带正电荷; 相反,在相等的时间内,物体发出的光子信息能量少于吸收到的光子信息能量,人们将这种现象说成是物体带负电荷; 从光子信息构成来看,带正电荷的物质,由于发出的光子能量多于吸收到的光子能量,物质质量会不断减少;带负电荷的物质,由于发出的光子能量少于吸收到的光子能量,物质质量会不断增加;但是实际情况并非如此,物质电荷量的变化,往往是由于基元电荷的整倍数,是由于电子的得失而具有宏观表现,可能正好是相反的过程。也就是说由于作用光子能量而表现出的质量,可能不是宏观的一个体现,更多的宏观体现可能是物质的联合而实现的。 某一段时间内,吸收的光子信息能量与发出的光子信息能量是平衡的,说这个物体不带电;事实上不带电的物体是非常少的,甚至是很短一段时间不带电,并且很多不带电的物体是由于带电的电荷量太少,没有达到人们观察的灵敏度。 由于光子没有静止质量,在单位时间内,吸收到的光子信息个数比发出的光子信息个数多一个或几个,人们是无法测量出这种差别的,只有不平衡的差别存在静止质量的时候,才能拿出来供其它人验证,这就是人们发现了电荷量的最小单位—电子; 电场 电荷是物质存在的过程中,吸收到的光子与发出光子的不平衡引起的,所以只要存在光子不均匀分布,存在光子信息流动就会存在电荷,相应只要存在电荷就同时存在光子流动问题,存在光子流动就会存在电场。其中光子流的能量密度就是人们所说的,一个与电场强度相关的物理量。在单位时间内,流过单位面积上的光子个数、光子能量强度越大,这个地方的电场强度越大;其中光子流的方向代表了电场强度的方向。如果宇宙不与其它空间的物体作用光子,那么宇宙内的光子总能量守恒,质量守恒,相应的,吸收发出光子能量数也是守恒的,也就是宇宙内的电荷数是守恒的,也就是说对待整个宇宙家园来讲,有发出光子的物质,必然有吸收光子的物质,也就是说有带正电的物质,就一定有带负电的物质,由于物质质量守恒,光子总量守恒,正负电荷的和为0,也就说由于质量数守恒,会带来电荷数守恒。相反,如果宇宙与另一个宇宙交换了光子能量,宇宙内能量不守恒,也会带来宇宙内的电荷不守恒。 但是对整个地球来讲电荷数是不守恒的,地球是不断地吸收来自宇宙中的光子,在何时表现出吸收光子,带负电;何时发出光子信息表现为带正电荷,都是不可定论的,取决于地球所在的环境,和地球自身的物质特性有关。电场是由于存在电荷引起的,本质是空间中存在光子的总体流向,才存在电场这种物质。 为什么同性电荷会相斥,异性电荷会相吸。这就是它们的本性不同引起的,对待正为电荷来讲,在单位时间内,都是表现为发出的光子信息能量要多,表现为同性,从对方身上吸收到的光子信息多于从环境中吸收到的光子信息(相对),从宏观上来看是表现为斥力。 关于
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