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關於物質運動狀態與物質內部狀態之間關係的討論

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 摘要:一直以來研究物質的運動,都是將物質看成是一個只有質量,而沒有體積的質點,但事實上,物質具有一定的體積。將物質看成質點,這樣就會忽略物質運動狀態與物質內部狀態的關係。質量是物質的基本屬性,質量的大小是物質的一種基本狀態。狹義相對論的質能公式,描述了物質速度與物質質量之間的關係,也就是描述了物質運動狀態與物質內部狀態之間的關係。由於狹義相對論仍然將物質看成質點,所以質能公式並不能精確細緻描述物質運動狀態及其變化與物質內部狀態及其變化的具體過程。所以要準確描述物質運動狀態及其變化與物質內部狀態及其變化的具體過程,就必須突破質點的束縛。

關於物質運動狀態與物質內部狀態之間關係的討論

關鍵詞:物質運動狀態;物理學;物質內部狀態

下面我就從兩個假設開始討論物質運動狀態與物質內部狀態之間的關係。

現代研究表明,能量是一份一份傳遞的,物理學中將能量的最最基本單元稱為能量子。物質具有粒子性,正負電子相遇會湮滅,生成兩對以上的光子,而在某種狀態下光子會聚合成電子,這說明任何物質粒子,都是由最基本的粒子組成的。事實證明物質是能量的載體,沒有物質能量是無法傳遞的,如光合作用時,植物通過吸收光子來吸收能量。基於以上資訊,我們可以做出這樣一個假設:能量子是組成物質粒子的最基本單元,即能量子是物質,物質是由能量子組成的,能量和質量是能量子的基本屬性。如此,我們可以得出這樣一個資訊,物質即表現質量特性又表現能量特性,能量的傳遞也是物質的傳遞,物質質量變化,必然引起能量的變化,能量的變化必然引起質量的變化,即物質的能量和質量同時變化。

物理研究表明,光在真空中恆以光速傳播,而光子又攜帶著能量子,由此可知,能量子在真空中也恆以光速傳播,由此我們可做出另一個假設:能量子在真空中恆以光速傳播。

由第一個假設可知,任何物質粒子均是由能量子組成的。由第二個假設我們可以知道雖然能量子組成物質後,被能量子之間的相互作用束縛在一定的體積內,但在物質所在體積內,能量子依然是以光速運動。也就是說從微觀角度看所有能量子在一定體積內恆以光速運動,但在巨集觀層面看便形成了一定體積的物質粒子。

我們先假設一物質粒子處於能量最低狀態,當組成物質粒子的能量子的運動方向在同一方向時,粒子不可能穩定存在,此時物質是一束光。所以粒子要穩定存在,組成該粒子的運動方向在各個方向的能量子數目相等,即該粒子的組成結構具有非常好的對稱性。將粒子在能量在最低狀態下,組成粒子最基本結構的能量子稱為:基本能量子。

任何粒子總是會不停的從外界吸收能量,或者不停的向外界輻射能量,所以組成粒子所在體積內,不僅有組成粒子基本結構的能量子,還有遊離的以能量存在的能量子。將物質所在體積內除基本能量子之外的能量子稱為:遊離能量子。將物質所在體積內的所有能量子稱為:全部能量子。

由此可得 全部能量子=基本能量子+遊離能量子

假設有一粒子,其所含能量子數目為a,以該粒子的質心為原點建立空間直角座標系,將該粒子所在體積內在各方向運動的能量子按向量法則分解到座標軸方向,運動方向在ox方向的能量子數目為x1,運動方向在ox'方向的能量子數目為x2,運動方向在oy方向的能量子數目為y1,運動方向在oy'方向的能量子數目為y2,運動方向在oz方向的能量子數目為z1,運動方向在oz'方向的能量子數目為z2。則有:

X1+x2+y1+y2+z1+z2=a

則在各方向的能量子數目與給該粒子所在體積內的全部能量子數目a之比分別為:;則有: 則在任何一瞬間,在xx'直線上,運動方向在ox方向的能量子數目與全部能量子的比值與運動方向在ox'方向的能量子數目與全部能量子的比值之差為: ,在yy'直線上,運動方向在oy方向的能量子數目與全部能量子的比值與運動方向在oy'方向的能量子數目與全部能量子的比值之差為:;在zz'直線上,運動方向在oz方向的能量子數目與全部能量子的比值與運動方向在oz'方向的能量子數目與全部能量子的比值之差為:。

若該粒子不受外力作用,則該粒子的狀態不會發生改變,即任意時刻x1,x2,y1,y2,z1,z2,不會發生改變。

當該粒子受外力作用時,x1,x2,y1,y2,z1,z2,必然發生改變。

一、關於粒子速度與粒子內部狀態的討論

現有一粒子,其不受外力作用,則它的運動狀態不會發生改變,此時該粒子做勻速直線運動,設該粒子的速度為v,其運動方向為ox方向,同時又因為不受外力作用,所以在xx'直線上 不變。當該粒子受到外力作用時,力的方向在ox方向上,其運動速度將會發生改變,其內部狀態必然發生改變,即xx'直線上 必然發生改變。由於在yy'直線上,以及zz'直線上不受力的作用,所以在這兩條直線上的狀態不發生改變。所以粒子的運動速度與該粒子內部的狀態有必然的聯絡。粒子內部的狀態與粒子的速度是一一對應的關係,則有:v=k k為一定值;

當該粒子是一能量子時,則有α=1,△x=1其速度為光速

c,則有; 得: k=c ,則有: v=k   因為0≤≤1,所以有:0≤v≤c, 當=1即△x=α,且α>1時有v=c=1×c,此時不可能組成質量大於光子的粒子,而是所有能量子形成一束光。而要組成具有穩定結構的粒子,則必須有0<<1,即α>△x>0,此時v=c

因為 ,且在yy'直線上以及zz'直線上速度為0,

即在yy'直線上:

在zz'直線上:

由此可得,y1=y2,z1=z2,c,稱為方向速度,

則有

c)=c-c=v。 由以上討論可以知道這樣兩個結論:(1)粒子的速度等於粒子的方向速度的向量和,也等於粒子速度方向 所在直線上的相反兩方向的方向速度向量和; (2)在粒子所在體積內,與粒子速度方向垂直的直線上的相反兩方向的方向速度的向量和為零,令單個能量子的質量記為m0,則該粒子的總質量為m=a×m0,我們將,mx1=x1×m0,mx2=x2×m0,my1=y1×

m0,my2=y2×m0,mz1=z1×m0,mz2=z2×m0稱為該粒子的方向質量。則有:mx1 +mx2+my1+my2+mz1+mz2=m

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