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物理学正论

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2014-05-12

6.1 究竟物质波是什么

谈物质波问题,恰进入量子力学权威领地。作为权威,理应对此做出科学合理解释。遗憾的是虽经近百年发展量子力学仍满足于对物理现象作似是而非的猜测,量子力学的“波函数”概念正是对“物质波”现象的猜测,并强加给电子。

下面考察物质波。

德布罗意“物质波波长”表达式为:

λ = h/p ―――――――――――――――― (31)

该式表示什么物理意义呢?

认真研究表明:虽然 λ 具有长度量纲,但并不表征任何长度物理量,只能表征粒子动量p 的反比量度。之所以具有长度量纲,是因为动量 p 反比量度的单位取 h 的结果。除此之外(31)式不再有其他物理意义,或将其变化如下:

λ=h/p=hv/pv=hv/mv2=hv/Em ――― (32)

式中 Em=Tm 为前文定义的粒子运动“全动能”,这表明 λ 亦可表征粒子运动全动能的反比量度,或者说是对潜动能的一种量度。所以可结论:

6.2 物质波实质

第一,“物质波”波长只能表征粒子运动时的动量效应或者潜动能,实质是潜动能的反比量度。除此之外(32)、(31)式不再有其它意义。

第二,“物质波波长”绝不表示粒子有任何物理意义上的“波动”性质!

第三,那又为何将 λ 定义为“波长”呢?研究表明,这还是在于量子力学的特长——富于猜想的结果:看到粒子(光子或电子)的干涉和衍射现象,联想宏观波动(水面波动)的干涉,于是猜想微观粒子(光子和电子)有一种说不清的波动性质。由此便将 λ 定义为“波长”。殊不知,宏观波动(水面波动)的干涉与微观粒子的干涉是完全不同的两回事。

研究表明,水面波动确系水面物质波动。而粒子(光子和电子)的干涉和衍射却完全是由普朗克常数 ? 与量子数 n (一对孪生兄弟) 共同(技术)表演的结果。并可严格准确具体证明:粒子(光子或电子)的干涉条件中的自然数 n=0,1,2,3… 恰为量子数 n=0,1,2,3…(略)。这是因为粒子的干涉和衍射现象是粒子与(量子化了的)物质场(辐射能场)相互作用的必然结果。

并且在本文已到达的深度——准确描述场粒子自身结构深度上说,仍未发现任何粒子有任何内禀波动属性。这说明根本不存在“物质波”。而德布罗意“物质波”概念恰在于粒子运动“潜动能”的事实。所以,与其说德布罗意发现了“物质波”,毋宁说他发现了粒子运动的潜动能。

之所以人们认为粒子具有波动性,客观原因在于人们对微观粒子,例如光子,几乎完全缺乏了解。也因之,目前为止,光子的“波粒二象性”问题仍属世界公认遗难问题之一!

第七章 普适方程物理意义

7.1 普适方程物理意义

普适方程物理意义可用图(4)

描述如下:

图中曲线 ① 就是普适方程 ①

式,这代表大自然一种普遍基本规

律——相互吸引规律。式中 T 为

粒子(含天体 )轨道动能,V 为引

力势能。动能等与势能之半,这本是

经典物理内容。

曲线 ③ 就是普适方程 ③ 式,

这代表大自然另一种普遍基本规律

——相互排斥规律。式中 E 为粒子

(含天体)所得到的由辐射中心来的

辐射(排斥)能。

显然,曲线 ① 是线性的,即引

力能 V 随距离 r 呈直线变化;而

排斥能 E(曲线 ③)是双曲线。故,

两条曲线必相交,交点为 ②,即普适方程 ② 式(T=E)。这代表大自然第三种基本规律——普遍客观存在规律——两种相反作用永恒绝对平衡规律:既可以是稳态平衡,例如原子和太阳系;又可以是动态平衡,例如银河系及宇宙的膨胀(含宇宙爆炸)。并且牛顿力学在大自然中完全好用!量子力学对牛顿力学的非议纯属癔语糊勒!

7.2 普适方程注释

第一,普适方程物理意义虽很宽广,但却真实具体,并不抽象。

第二,普适方程可以直接用来计算原子结构,计算天文结构须要变换(略)。

第三,已不难看出大自然(宇宙万物)没有任何东西能够(可以)逃脱普适方程规律的支配!所以这里用了“永恒绝对普遍”规律说法,不仅物理意义,而且哲学意义准确可靠。亦不难看出人类目前为止的哲学理论错误(略)!

第四,因此不难理解:普朗克常数及量子数好比一对孪生兄弟,他们共同贯穿全部物理世界全部内容!

研究表明,这已构成物理学最基本的定律——物理学奠基定律。以致物理学不得不另辟一章:

第八章 物理学奠基定律

8.1 物理学奠基定律

〖物理学奠基定律〗:普朗克常数 h=2π? 与量子数 n=0,1,2,3… 好比一对孪生兄弟,它们同时共同贯穿全部物理世界全部内容,无例外。

8.2 奠基注释

大量研究表明,这不是简单推广。该定律普遍永恒绝对全天候成立!世界上找不到脱离这种定律的东西,人类的灵魂也不例外。因此,也没有能脱离〖物理学奠基定律〗的物理学。所以这叫〖物理学奠基定律〗,名副其实也!

第九章 量子力学的猜测

上述可见,量子力学对一些基本物理学问题要么似是而非,要么一无所知,俨然却夸夸其谈。甚者竟反科学之道建立了【测不准原理】,于是使得科学陷于恶性循环不解之中。这就是目前科学活生生的现实!

现总结量子力学对科学的种种似是而非的猜测:

量子力学猜测一:(目前)试验电离能 = 原子真实能级

量子力学猜测二:原子结构不同壳层 K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=0,1,2,3…

量子力学猜测三:粒子(物质)具有(一种朦胧的)波动属性

量子力学猜测四:“物质波”①是轨迹波;②是几率波;③是弥撒物质波包

量子力学猜测五:费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?

量子力学猜测六:电子具有反常磁矩属性(闭着眼睛摸大象)(以下准确计算证明)

量子力学猜测七:物质世界是测不准的,且不可能测准的,并由此建立一种反科学的理论──【测不准原理】 等等,仅举与本文有关七例。

以上及以下讨论充分证明《量子力学》完全错误,一无是处!并可对物理学做如下结论。

第十章 物理学正论

10.1 世界是粒子的(含场粒子及天体)。但任何粒子都不存在任何物理意义上的内禀波动属性。

10.2 粒子能量是量子化的(包括天体)。但实际上根本不存在什么“量子”,即使将“量子”理解为“能量子”也不科学。(量子力学纯属虚构!)

10.3 普朗克常数 ? 及量子数 n 已给出并将给出全部物理世界准确信息,它们共同贯穿全部物理世界全部内容。

10.4 任何粒子(含天体,电子,无例外)均不具反常磁矩内禀属性(以下给出具体计算严格证明)。

10.5 物质世界是可测的,并完全可测准的,其准确程度完全取决于普朗克常数 h=2π? 的准确度。

10.6 电子、质子、中子都是经典粒子。附录中严格证明(这种证明本身就是物理学一种奇迹,量子力学望尘莫及)。

10.7 目前为止,世界是经典的。所以,量子力学所谓超脱经典实际就是超脱科学!

以下附录是对全文的严格、具体证明。

第十一章 附录:粒子及其磁矩问题

粒子物理问题,由于缺少直观经验,这给人们正确认识造成极大困难。然而量子力学的出现并没有帮助人们解决困难,反而给人们本来有限的认识能力又设置了人为的更难以逾越的障碍,这就是【测不准原理】。并把人们的认识能力禁锢在量子力学谬误之中。

目前为止的实验,已经验证粒子具有磁矩。但对粒子磁矩问题,量子力学由于缺乏了解,又为了“符合”试验,经常自觉不自觉混淆,有时偷换,普朗克常数的物理概念。这已使得量子力学对粒子磁矩问题的描述严重有诈!

以下用CGS和高斯单位制具体讨论:

11.1 粒子磁矩问题的实验表达式

文献 [10] 中,粒子磁矩表达通式如下:

g = (h/μ0 H=ω?/μ0 H ――――――― (33)

研究表明,该式可谓经验公式,因由试验而来,应当是正确表达式。

然而问题在于,量子力学对实验表达式的真实物理意义及实验的真实物理过程并不清楚。对表达式的理解也有错误,因而得出完全错误的结果和结论。

对于电子,(33)式可变为:

ge=ωe ? / μBH ―――――――――――― (34)

式中 ge=1.0011596 被量子力学定义为电子的“反常磁矩”值,ωe 为电子自旋磁矩在磁场中进动角频。并有:

μB= γe ? =(e/2meC)? ――――――― (35)

其中 γe = e/2meC ―――――――――――― (36)

那么有 ge= (ωe ? / ? H)÷ γe ―――――――― (37)

可简为 ge = ωe / γe H ――――――――――― (38)

这就是量子力学基本思路,并由此得出电子自旋磁矩错误结果。又将这种错误勇敢地推广到其它粒子和其他情况,这就错上加错。

需要指出,根据教科书概念,(36)式为电子轨道回旋比。量子力学又认为电子自旋回旋比为轨道回旋比的2倍,这是由于认为(实际是猜测)电子自旋量为(1/2)? 的必然结果。也得出电子的朗德因子为 2 的结果,这是完全错误的(见下)。

以下讨论给出完全的证明:电子纯系经典粒子,并且其荷质比绝对均匀。

那么,对于这样的经典粒子——电子来说,不管其角动量如何变化其轨道回旋比与自旋回旋比永远相等(只要建立均匀荷质比的经典粒子模型,立即可证,略)。

考虑到量子力学错误因素在内,不影响以上及以下讨论。研究表明(38)式对电子仍然准确成立。

但量子力学错误主要表现在:

11.2 量子力学所犯经典错误

◆量子力学所犯经典错误一:将 g 定义为磁矩“反常”因子。这表明量子力学缺乏了解又理论贫乏,犯指导方向错误。以下将给出 g 因子的真实物理意义和内容。

◆量子力学所犯经典错误二:认为费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)? ,这是狄拉克根据量子力学计算的错误结果:实际上是与作为能量单位的 ? 简单呼应导出结果,没有物理意义。因而是完全错误的。

◆量子力学所犯经典错误三:量子力学自觉不自觉混淆并滥用普朗克常数 ? 的物理概念并偷换之,这叫偷换概念。注意,(37)式中分线上下都有 ? 项。由(33)式可知:

(h ≡ ω? = E ―――――――――――――― (39)

这里 ? 分明表示能量 E 的单位,这就是(37)式分线上面之 ? 。而(37)式分线下面之 ? 却是角动量的单位。两种完全不同的物理概念不容混淆,虽然它们的数值和量纲完全一致。

称职的物理学家在未有把握之前不会轻易消去 ? 项。然而量子力学却毫不顾忌这么做了,那末所得结果必有诈!

◆量子力学所犯经典错误四:以下将证明量子力学完全不了解粒子磁矩实验的真实物理过程以及(33)、(38)式的真实物理意义。

那么,电子磁矩实验真实物理内容是什么呢?现将(34)式变化如下:

ωe = (ge·H/?)μB ―――――――――― (40) 注意,式中 μB 为玻尔磁子,系作为磁矩的单位出现,为常数;而 ? 则作为能量的单位出现,亦为常数;因子 ge 也是常数。

那么,(40)式明确表明:ωe 与 H 成正比,而与电子真实角动量无关(注意式中无有角动量物理量)。也就是说,无论电子真实角动量是多少,(40)式中的 ωe 都保持不变。

或者由(38)式得:

ωe = ge·H·γe ――――――――――― (41)

式中 ge 及 γe 均为常数,该式仍然表明 ωe 只与 H 成正比,与电子真实角动量无关。并请注意,这种认识上的差异将产生完全不同的结论。

由此可结论:由于粒子磁矩进动实验结果与粒子真实角动量这种无关性(注意:与实验无关,并非理论无关),因而这种试验就不能直接测得任何粒子真实磁矩。因为完全相反,粒子真实磁矩直接与角动量紧密(理论)相关(只要建立经典粒子模型立即可证)。并且研究表明,这一结论对任何粒子都成立。

然而,量子力学却由此直接得出“电子自旋磁矩” μe :

μe = ge·μB ――――――――――――― (42)

注意:这种结果,①偷换了常数 ? 概念;②假定电子自旋量为(1/2)? ;③并不了解 ge 因子的真实物理意义,因而是完全错误的结果。

然而,(41)式是有功劳的,它已经揭示出粒子磁矩问题的本质规律(量子力学全然不知)。并且,这种规律的正确性可用下述 Ⅳ 条磁矩定理表述。

11.3 粒子磁矩定理Ⅰ

〖粒子磁矩定理Ⅰ〗: 任何粒子(含场粒子及天体,下同)的磁矩问题都是经典问题,不存在任何非经典问题。

显然,此定理的证明,不可能立竿以毕。但是,本文如下仍将给出完全的证明!

这定理的证明本身就已是物理学奇迹之一。这已表明量子力学完全无聊!

11.4 粒子磁矩定理 Ⅱ

〖粒子磁矩定理 Ⅱ〗:任何磁矩进动试验都不能直接测得任何粒子的真实磁矩。但玻尔磁子除外。

其实,上述讨论已经给出定理 Ⅱ 的证明。这是由于实验磁矩进动角频 (ω) 与粒子真实角动量 (L)无关,而粒子真实磁矩(μ)却与粒子真实角动量 (L) 紧密直接相关(不可开胶)!

然而,量子力学竟然由实验直接得出粒子的磁矩结果。那么,这种结果必不真实,严重有诈!这表明,量子力学先天不足,后天空虚,已养成寄生性和猜测性。所谓寄生旨在寄生于经典物理,经典物理已清的,量子力学也清楚,并夸其谈而娓动听;经典物理未清的,量子力学也一无所知,不得不依赖对实验进行猜测——并美其名曰“符合”试验。

11.5 粒子磁矩问题理论表达式

研究表明,为了要得到粒子真实磁矩,就必须建立磁矩问题的理论表达式。量子力学对此完全无能。本文大量研究,现给出粒子磁矩问题的准确理论表达式如下:

Kφ = ω·L / μ·H ―――――――――― (43)

或为讨论方便变为:

ω = Kφ·μ ·H/ L ―――――――――― (44)

注意,这种理论表达式的正确性,可用粒子磁矩定理 Ⅲ 表述如下:

11.6 粒子磁矩定理 Ⅲ

〖粒子磁矩定理 Ⅲ〗:任何粒子(同上)不管公转还是自旋(旋转轴须平行),其磁矩在磁场中进动角频 ω 与粒子磁矩 μ 成正比,与外加磁场强度 H 成正比,与粒子角动量 L 成反比。其比例为常数。

若用符号 Kφ 表示这个常数,那么有:

Kφ = 1.0011596 ―――――――――――― (45)

研究表明,Kφ 为物质与物质场相互作用常数,并且这是所有粒子(含天体)的共性问题,绝非任何粒子(例如电子)所特有。任何粒子,无例外,都不具反常磁矩内禀属性,以下给出完全的证明。

研究还表明,理论表达式即(43)、(44)式具有普遍意义,对所有粒子(含天体)任何情况(公转和自转)都准确适用。并都将得到与实验完全相符的结果。

这一事实完全表明:

第一,粒子磁矩问题是共性问题。

第二,粒子磁矩问题确系经典问题。这表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立(以下还将证明)。

11.7 电子及其磁矩

作为物理学者,在将(34)式变为(38)式时不应忘记两件事:

11.7.1 物理学者不应忘记第一件事

第一件事:由于混淆并(偷)更换常数 ? 物理概念的结果,使得(38)式具有了完全特殊的意义。在于,(38)式却反映且唯能反映电子基态轨道磁矩真实情况。这是由于唯基态电子轨道运动角动量为 ? ,也方可与作为能量单位的 ? 相消。这么做的结果,使得磁矩实验只能直接测得电子基态轨道运动真实磁矩,且在数值上等于玻尔磁子μB :

μB = ωe·? / ge·H ―――――――――― (46)

需指出,这是所有磁矩进动试验所能测得的唯一真实磁矩。除此之外任何粒子任何情况(公转和自转)的真实磁矩都不可能由磁矩进动实验直接得出(只要建立经典模型立即可证)!

(46)式也可由(34)式直接导出,但物理意义完全不同:在(34)式中,μB 系作为磁矩的单位出现,为常数,? 则作为能量的单位出现;而(46)式中 μB 则是电子基态轨道真实磁矩,而 ? 为电子基态轨道运动真实角动量。

11.7.2 电子快报

电子快报:

研究表明,(46)式又有引伸的重要物理意义(可谓物理学今古奇观):在于由电子自旋的实验竟然得出电子轨道运动的真实磁矩μB ; 反而无论如何也不能直接测得电子的自旋真实磁矩。就是说,将电子自旋试验参数(自旋进动角频ωe 、自旋试验场强H、自旋因子ge)代入(46)式,居然得出电子基态轨道运动真实磁矩μB !并且计算也表明,对其它轨道磁矩(38)式也适用。这便是值得物理学家注意的“电子快报”!于是有:

11.7.3 电子磁矩问题的表达通式

因此,可以构造电子磁矩问题的表达通式:

μe = ωe·Le / ge·H ―――――――― (47)

式中 μe 既表示电子的自旋磁矩,也表示轨道磁矩,Le则为对应的角动量。

11.7.4 电子磁矩问题表达通式的应用

例一:用电子磁矩表达通式即(47)式求解电子轨道角动量为 L2 =2? 时的轨道磁矩μ2

解:将 L2=2? 代入(47)式有:

μ2 =ωeLe/geH=ωeL2/geH=ωe·2?/geH=2(ωe?/geH)

=2μB (正确)

研究表明,对电子自旋(47)式当然成立,因为(34)~(38)式是系由自旋试验而来。只要将电子自旋真实角动量代入(47)式便得电子自旋真实磁矩(以下给出结果)。 11.7.5 庄严事实

庄严事实:

由电子自旋试验得到的结果即(38)式,却完全适用于电子任何情况(包括自旋各种状态,也包括轨道公转各种情况)。这已充分证明 〖粒子磁矩定理 Ⅲ〗 成立,同时证明 〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果电子不是经典粒子,(47)式绝不会成立。

11.7.6 一条真理

一条真理:

上述庄严事实展示一条真理,即下式成立:

ω自 / ω公 = ωe / ωB ≡ 1 ―――――― (48)

式中用 ω自 表示电子自旋磁矩进动角频,亦即 ωe ;而 ω公 表示电子轨道磁矩进动角频,亦即ωB 。研究表明这是〖粒子磁矩定理 Ⅲ〗 及 〖粒子磁矩定理Ⅰ〗 的必然结果!以下还将对 (48) 式进一步证明。

这种结果,唯一表明电子纯系经典粒子,因为只有经典的荷电粒子模型(并且荷质比均匀)才有(48)式结果(只要建立经典模型立即可证,略)。

11.7.7 量子力学错误结果

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