相速度与群速度.docx

《相速度与群速度.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《相速度与群速度.docx（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、相速度与群速度胡良摘要：相速度（相速）是指波的相速度（或相位速度）。相速度的内涵是指电磁波（光子） 的恒定相位点的推进速度。群速度是指许多不同频率正弦电磁波的合成信号，在介质中传播 的速度。关键词，相速度，群速度，相位。引言相速度（相速）是指波的相速度（或相位速度）。相速度的内涵是指电磁波（光子）的恒定 相位点的推进速度。换句话说，波的任一频率成分所具有的相位都将以此速度传递；因此, 可挑选波的任一特定相位来观察（例如，波峰，波谷），则此处将会以相速度前行。群速度是指许多不同频率正弦电磁波的合成信号，在介质中传播的速度。不同频率正弦波的 振幅及相位不同;在色散介质中，相速不同；因此，在不同的空

2、间位置上的合成信号形状会 发生变化。群速是包络波上任一恒定相位点的推进速度，是一个代表能量的传播速度。量子色动力学是一种强相互作用的规范理论，表达组成强作用粒子（强子）的夸克和与色 量子数相联系的规范场的相互作用，可统一地描述强子的结构和它们之间的强相互作用。一个更高效的物理学理论（真正的大统一理论），即，量子三维常数理论；可惜很多人都 不愿意学习。因为，觉得学习新理论较麻烦，而现有的理论似乎也能用；体现为强烈的路径 依赖。这也是创新理论很难推广的原因。其实，真理是简约的，并不难学。物理学将一个存在又不存在的点就称为奇点，空间及时间具有无限曲率的一点（空间及时间 在该处完结）。不确定性原理是指

3、：不可能同时确定一个基本粒子的位置及动量（时间及能 量、角度及角动量等）。粒子位置及动量的乘积必然大于（或等于）普朗克常数。该原理表 明：一个微观粒子的物理量（位置及动量，方位角及动量矩，时间及能量等），不可能同时 具有确定的数值波函数与场是完全不同的概念。例如，光子的波函数可表达为：w（x,y,z,t）= % =而忌；光子的波函数揭示了光子的空间荷（vp）具有概率波的属 性。光子可表达为：vp * C3= （Vp * f） * C2 *入；其中,C2*入，表达光子的电通量，量纲,量纲，L73）T7-2）o根据量子三维常数理论（真正的大统一理论），光子的真实量纲是,L73）T7-1）*的X3）

4、丁子2）o而根据量子场论（唯象理论），光子的量纲是，!/据）/ （-2）;显然, 量子场论的表达式是有缺陷的。1通量的属性L1通量的内涵球体的表面积的表达式：S = 4nr（2）；其中，S,球体的表面积,量纲，!/保表）；r,球体中心到球面的距离，量纲，（1）丁（0）卜。例如1,对于一个电子来说，（ *）* （。2 *咐， 其电场强度（F）可表达为，其中,其中,后_ E_ 2*而） 4nr471r 力数值。根据国际单位制，粘性系数的单位是Pas。当流体的流动为层流时，则在层与层之间的内摩擦力（F）分别与液体中定向运动的速度梯度（孚）及层流切片面积（A ）成正比的关系，可表达为： dz口dV .

5、-4-p I昨F*豆*A其中F,层与层之间的内摩擦力（当流体的流动为层流时），量纲，r（3）r（-i）*L7i）r（-2）；小粘度系数（流体的内禀属性），量纲，Pa-s,或，L72）T7-2）K,或 1/丁 （-3） *1/（0） 丁（1）V,定向运动的速度（相对于参考系的速度），量纲，L71）T7-1）;z,距离，量纲，!/（0）； 半，液体中定向运动的速度梯度， dz4层流切片面积，量纲，L72）r（0）o雷诺数（雷诺准数）是表征流体流动情况的无量纲数。根据雷诺数可区分流体的流动状态（层 流或湍流），此外，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。雷诺数体现了惯性力与 粘性力量级的比。当雷

6、诺数较小时一，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速的扰动会因 粘滞力而衰减，流体流动稳定（层流）；而，当雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞 力，流体流动较不稳定，流速的微小变化很容易发展（增强）形成紊乱及不规则的紊流流场。 雷诺数是判别流动特性的依据；雷诺数越小则粘性力影响越显著；雷诺数越大则惯性力影响 越显著。=3;其中，%,雷诺数（作用于流体微团的惯性力与粘性力之比），量纲，（0） 丁 （0）；V,流体的流速，量纲，厂（1） /p,流体的密度，量纲，1/（0）厂（-1）；d,特征长度，量纲，1/丁（0）,例如，当流体流过圆形管道，则，乙 就是管道直径；，粘性系数（流体的内禀属性），量

7、纲，L72）T7-2）o对于外流问题，V, d,可取前方来流的速度（F）和物体主要尺寸（d,例如，机翼的弦长或 圆球的直径）；对于内流问题，可取通道内平均流速（方）和通道直径（d）。根据量子三维常数理论，流体可表达为：（Ki * A） * 0之）*An = mn* %Q） * 2n,显然， =02）；其中，爆，体现为流体的声速（流体的内禀属性）。从广义的角度来看，当流体相对于背景空间（外界环境，参考系）的速度大于流体内禀的信 号速度（流体内禀的声速）时；则体现为雷诺数较大（惯性对流场的影响大于粘滞力），则 流体流动变得不稳定。63.扩散系数扩散系数（D）是指气体（或固体）扩散程度的物理量。具体

8、来说，扩散系数是指当浓度梯度 为一个单位时，在单位时间内通过单位面积的量。例如，在气体中，如果相距1厘米的两部分，其密度相差为1克每立方厘米，则在1秒内通 过1平方厘米面积上的气体质量，就称为气体的扩散系数。量纲:cm2/S。菲克第一定律是指，在单位时间内，通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（扩 散通量，J）与该截面处的浓度梯度成正比。这意味着，浓度梯度越大，则扩散通量越大。 菲克第一定律适应于扩散通量（J）不随时间变化（稳态扩散）的场合。稳态扩散是指扩散过 程中，各处的扩散单元的浓度（CD）只随距离（X）变化，而不随时间（t）变化。菲克第一定律可表达为：j = D*嘎;其中， dx

9、J ，扩散通量,量纲,kg/nT2s,或,r（l）r（-2）；D ,扩散系数（与流体温度，粘度及分子大小有关）是表达扩散速度的物理量（流体的内 禀属性），相当于浓度梯度为1时的扩散通量，扩散系数（D）值越大，则扩散越快， 量纲,nT2/s, r（2）T7-l）;CD,为扩散物质（组元）的体积浓度，量纲，（kg/nT3）,或，L7O）T7-1）:手，浓度梯度，量纲，L7-1）T7-1）； dxx,介质中的位置（距离），量纲,弁 （0）；值得注意的是，“-”，表示扩散方向是浓度梯度的反方向（扩散单元由高浓度区向低浓度 区扩散）。这意味着，浓度梯度越大，扩散系数越高（温度越高，流体粘度越小，分子体积

10、越小等）， 则，分子扩散的速度就将越快。菲克第二定律可表达为：_ d2CD（x,t）dt=G%（2），其中，CoQ）,扩散物质（组元）的体积浓度,量纲，1/（0）/（-1）；D,扩散系数，量纲,L72）T7-1）;t,时间，量纲，L70）r（l）;x,介质中的位置（距离），量纲，1/（1）丁（0）。这意味着，某点分子浓度的随时间的改变速度与扩散系数及浓度梯度的二阶导数体现为正相 关。解析菲克第二定律，就能知道某点分子浓度是如何随着时间变化。64宇宙具有核式结构第一条理由，哈勃红移就是引力红移；哈勃定律就是宇宙空间（宇宙核式结构，无穷大）各 级引力场中不同等势面与测测点之间的光子引力红移。这意味

11、，星系（相对于观测者更接近 于核式结构中心的星系）辐射的光子，都体现为引力红移。第二条理由，宇宙存在微波背景，而宇宙微波背景辐射温度趋于一致；这意味着，宇宙是无 穷大的，宇宙具有平均质量密度；因此，光子是从宇宙核式结构中心辐射出来的；值得注意 的是，由于宇宙核式结构中心是处于无穷远的地方，因此，通常取相对宇宙核式结构中心（相 对于观观测者距离比较远的核式结构中心）。宇宙核式结构中心就是宇宙的引力中心点，相 对宇宙核式结构中心就是相对宇宙核式结构的引力中心点。宇宙空间的质量密度可表达为：D（D =嬴% =嬴急*力7；其中，D（r）,空间质量密度，量纲，I/（0）TX-1）；g,万有引力常数,量纲

12、，r（o）r（-i）l；C ,最大的信号速度（真空中的光速），量纲，L7DT7-i）；r ,为空间内任意一点到极坐标原点（相对的核式结构中心）的距离，量纲，（1）丁（0）； ,真空磁导率，量纲，L7-2）T71）:0,真空介电常数，量纲，L（0）厂（1）。65全同粒子的内涵全同粒子是指，具有完全相同的内禀属性粒子。宇宙中存在各种不同的粒子；例如，光子， 电子（或正电子），质子（或负质子）及中子（或中微子）等；止匕外，还有由基本粒子构成 的复合粒子。每一类粒子都具有特定的内禀属性，例如，静质量，电荷，自旋，磁矩及寿命 等。值得注意的，具有完全相同内禀属性的粒子就称为全同粒子。从另一个角度来看，由

13、于 物质是量子化的，或者说，粒子态是量子化的；所以具有粒子全同性概念。对于全同粒子组成的多体系的哈密顿量来说，任何两个粒子交换都是对称的。值得一提的是, 全同粒子体系状态的交换对称性，取决于粒子的内禀自旋。量子力学中这种全同性导致全同 多粒子体系波函数对于粒子交换的对称性。对于自旋是普朗克常数（h）整数倍（包含零） 的粒子，例如，兀介子（自旋为零）及光子（自旋为h）,其波函数对于任何两个全同粒子 交换都是对称的（不改变正负号），统称为玻色子。对于自旋是普朗克常数（h）的半奇数 倍的粒子，例如，电子，质子及中子（自旋为h/2）,其波函数对于任何两个全同粒子交换 是反对称的（改变正负号），统称为费

14、米子。全同费米子体系遵守泡利不相容原理。全同玻色子体系允许任意多个粒子处于同一量子态, 而在一定边界条件之下，可出现玻色-爱因斯坦凝聚。从横向的角度来看，光子可分为：第一类，静止的光子，*。?；静止的光子没有质量，两个静止的光子之间没有万有引力。第二类，运动（只有一个维度进行运动）的光子，（/*/）*。2*加运动的光子具有动质量，爪=%* / ；两个运动的光子之间具有相对的万有引力（足）；E = （G/8）*氏詈;其中,1 十丁2厂1，72,到共同质心的距离。第三类，具有质量荷光子，（/ *）*普朗克质量可表达为：mp = Vp*fp；两个质量荷光子 之间具有力有引力（无）；_ rmpmp _

15、 分（0*fp）*（Vp*fp） _ VpC3 =0 * l（2） = _Tm- = Era=其中，L,两个质量荷光子之间的距离。从唯象理论的角度来看，类似于交换,%* C3,光子。 对于库仑力来说，可表达为：W _ 1 q1*q2_ 2_fp*q-q2_ j_ 分（*fp）*（-0*fp）_ j_ %*c3 e 4ne0 L（2） 4ti L（2） 4n乙4k L（2）其中，L,两个电荷之间的距离。从唯象理论的角度来看，库仑力相当于电荷之间交换，6*C3,光子。第四类，相对磁荷光子（二个维度进行运动），（%*&）*月* C *4* 2p；相对中性磁荷，禺*6* 月；两个相对磁荷光子之间具有相

16、对磁力（鼠Q ；F _ 1 K。*a）*力*（。*力）*月irnr *mr CL第五类, 磁荷光子，（%*灰）*%* C*）；中性磁荷，禺*）*加；两个磁荷光子之间具有磁4. / ? m _ 1（%*后）*后*M*/p）*/p _ （%加）*fp*入；）*fp _ （Up/）刀； mp = 7 *r=；=；LjLiL/从唯象理论的角度来看，磁力（制p）类似于交换，（/*灰）* C2,普朗克能量（光子的普朗 克能量）。第六类，相对强力荷光子（三个维度进行运动），（%*灰）*%*/*U*M2）；相对强力能量-动 量荷，（%*力）*%*/;两个相对强力荷光子之间具有相对强力（艮丫）;F_玛通）*%*

17、门*（%述）*%*/,卜Sr =a* L第七类，强力荷光子，（%*6*加*%*）; （%*%）*%*%,强力能量一动量荷；两个强力荷光子之间具有强力（良p）;Fsp =c3* L = （% *%）*%*%*L = C3*L。从唯象理论的角度来看，强力类似于交换能量-动量场，C3o从纵向的角度来看，两个光子相互碰撞可形成：第一类，静止的正电子及负电子静止的正电子，（+%*）*（。2*乙）；及,静止的负电子，（/*灰）*（。2*（）。第二类，运动的正电子及运动的负电子运动的正电子，（+%*%）*月*（。*2*%）；及,运动的负电子，（%*左）*月*c*a*2p）。第三类，静止的内禀自旋的电子，（一

18、玲*片）*M*c*符;其中,（-/巾）*加,磁荷。第三类，运动的内禀自旋的电子，（-玲m）*加*/*%*娟;其中，（% *6 *%* /,相对能量-动量强力荷。第四类，强力荷电子，（-%）*加% *。值得一提的是，物质的空间荷（具有内禀的刚性）是物质的内禀属性；而空间荷的运动（振 动）是形成物质质量荷的原因。量子三维常数理论，在一定边界条件下，退化为现有的物理学分支，例如，万有引力理论， 量子力学，相对论，热力学，电磁理论，基本粒子模型及弦论等。这意味着，量子三维常数 理论就是真正的大统一理论。对于氢原子来说，一个电子围一个质子运动，相当于一个小磁针；小磁针的方向总是随机变 化，磁力的大小也是

19、随机变化的；从统计的角度来看，体现为中性。这意味着，氢原子具有 活性，两个氢原子可形成一个氢分子。氢原子（类似于小磁针）的南极与另一个氢原子（类 似于小磁针）的北极，通过磁力相互吸引，形成一个稳定的氢分子（二个原子组成） 65力矩，能量，功的联系根据量子三维常数理论，对于一个由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说，可表达为：% * Kt（3）=（Vn*fn）*Z * = Mn * 豆 * 4n=mn * 落）*+ mn * 4 + mn * An=n * 跋)* K + 租九 * 凿)/4* 4*+ (w九 * %)*%(：)/%* K =Enk * An + (i * U九)* 4rl + 0

20、 * Rn) * 2n ；Enk = mn* 落),动能,量纲，叮丁/r (-2)；= 器乙势能，量纲，1/(1) (0)；，*/?九二血几 * 喘），旋转能，量纲，（3）r（0） /（一1）*17（2）厂（一1）。值得注意的是，能量是物体（孤立量子体系）的内禀属性。功是外界（背景空间）对物体（孤立量子体系）的影响；例如，通过减少外界（背景空间） 能量，去相应地增加物体（孤立量子体系）的能量。从另一个角度来看，功是物体（孤立量子体系）对外界（背景空间）的影响；例如，通过减 少物体（孤立量子体系）的能量，去相应地增加外界（背景空间）能量。在没有任何外力作用的情况下，物体（孤立量子体系）总是保持静

21、止，或，匀速直线运动。 值得一提的是，当有外力时如果该物体（孤立量子体系）受到的推力与阻力大小相等而方 向相反时；则该物体（孤立量子体系）也保持匀速直线运动。这意味着，外界给该物体（孤 立量子体系）输入的功，等于，该物体（孤立量子体系）输出给外界的功；而该物体（孤立 量子体系）的能量（内能）保持不变。例如，有一只船在水中，有一个人用力推动船以某一速度向前匀速运动；显然，该人对船 的推力正好等于水对船的阻力。这意味着，该人对船作了功，增加了船的能量（内能）；同 时、该船又对水作了功，增加水的能量（内能）；而该船的能量（内能）保持不变（依然保 持匀速运动）。类似于，直流电对外界作的功相当于对外界输

22、出动能；交流电对外界作的功相当于对外界 输出旋转能（力矩）。水对该船具有力阻（相当于电阻），可表达为：Rwater水阻（类似于电阻），量纲， 厂（3） 丁（-1） * L（0） /（-1） ;鼠，该人对船的推力，量纲，:r（3）r（-i）*r（i）r（-2）； 以九仙船的速度，量纲，L71）T（-l）o值得一提的是，Rwater水阻（类似于电阻），取决于水的属性及该船的属性。第一种情况，没有外力（或外力的合力为零）作用于某物体（A）,则该物体（A）就能够一直保持原来 的状态（静止或保持原来的速度及方向运动）；这意味着，力是改变物体（A）运动状态的原 因。户=m*W；其中，r,物体（A）受到的外

23、力,量纲,*r（i）r（-2）；m,物体（A）的质量，量纲，*;整，物体（A）的加速度，量纲，L71）T7-2）o at第二种情况，在外力作用于某物体（A）,同时，该物体（A）又对外界做的功（克服外界阻力所做的功） 可表达为，w = C2,dx;其中，W,物体（A）对外界所作的功,量纲，*（1）丁 （-2） *!/（1）7（0）； 节阻，物体（A）克服的外界阻力，量纲，物17（3）丁 （T） *!/ （-2）；x,物体（A）的位移，量纲，r（i）r（o）0值得注意的是，- dx,之间的乘法称为标量积（点乘，内积）。第三种情况，在外力作用于某物体（A）,该物体（A）能量（内能）的增加及该物体（A

24、）对外界所做 的功（克服外界阻力所做的功）；即，对于某个物体（A）施加一个外力（户外力），则有, 产外力=后有效力+产阻力=户有效力一（一后阻力）； 显然，E外界提供的能量二E物体（八）增加的能量+ W=肾源力. dx =管（户有效力+?阻力） dx=C2册效力 dx +管后阻力, dx =管之效力 dx + W； 其中，源力,外界作用于物体（A）的力，量纲，*r（l）T7-2）1/（1）厂（-2）； 及且力，物体（A）克服的外界阻力（对外作功的力），量纲，L73）T7-1）*L71）T7-2）；E外界提供的能量，外界对物体（A）提供的总能量，量纲，L（3）T（-l）*：L（2）T7-2）；E

25、物体（A）增加的能量，物体本身增加的能量（内能），量纲,rr（-i）*L（2）r（-2）；w,物体（A）对外界所作的功,量纲,L73）r（-i）*r（i）r（-2）*r（i）r（o）；第四种情况，对于围绕着支点（0）转动的体系来说；假设在某物体（A）位于支点（0）的左边某点（B）, 施加一个力（后）；同时，在支点（0）右边某点（C）施加一个相应的阻力（某物体，D）, 让两边的力矩相等，并维持稳定的旋转运动；则左边的力矩，可表达为：府=/x兀其中,M,力矩,量纲，/量3）/ （-1）*/（1）厂（-2） *!/（1）丁（0）；F,外界的作用力（假设垂直于力臂），量纲，L73）r（-i）*r（i）

26、r（-2）；九作用点（外界的作用力的作用点，A）到支点（0）的距离矢量，量纲，L（1）厂（0）。右边的力矩，可表达为：M右=F6x r右，其中，防右,力矩,量纲，（3） 丁（-1）*1/（1） 丁（-2）*（1）/（0）；巨右,外界的阻力（假设垂直于力臂），量纲，厂（3） 丁 （1）*L1） 丁 （一2）；F右，作用点（阻力的作用点，C）到支点（0）的距离矢量，量纲，L（1）丁 （0）；显然，M = F x r =而行=Fx?右；从另一个角度来看，对于围绕着支点（0）转动的体系，对外界作的功（W）可表达为：W = M 4. = P石x右o值得注意的是，Fxr,之间的乘法就称为矢量积（叉乘，外积

27、）。通过类比，根据角动量守恒定律（系统所受合外力矩为零时，系统的角动量保持不变）。对于太阳（A）及地球（D）组成的孤立量子体系；该孤立量子体系的质心（0）就相当于 支点（0）。围绕着质心点（0）转动的孤立量子体系（太阳及地球组成）来说；太阳（A）位于支点（0）的左边某点（B）,具有质量（血次蒯）；同时，地球（D）位于支点（0）右边某点（C）；以一定的角速度（3）维持稳定的旋转运动。则有，%郎*（1/2W * rA?=-呦以 *（1/2）3 * 喘）；其中，nt太阳，太阳的质量,量纲，厂（3）丁（-1）；m地球,地球的质量，量纲,，（3）丁（1）；3,角速度，量纲，厂（0）丁以0,太阳到质心（0

28、）的距离，量纲，1/r（0）；rc。,地球到质心（。）的距离，量纲，厂（1）丁（0）；这意味着，万有引力与两个物体的共同质心（0）有关。第五种情况，对于力矢量（F）与位移矢量（dx）来说，Fdx = F - dx +FAdx;其中，* d焉内积项，做功，量纲，内1/（3） 丁功- （-2）*1/（1） （ （0）；后八 d 五外积项，力矩，量纲，（3） 丁丁 （-2）*1/（1）/（0）。66.流体的粘滞性粘滞性体现为流体内部阻碍其相对流动的一种属性质。在静止流体内，作用于任一面层两 侧的力，一定与该面垂直，而且没有切应力。例如，流体在管道内流动时，在某一断面处的各质点的流速并不一样。靠近管壁

29、的流速趋 于零，靠近管中心流速最大；由于各层流的流速不相同，导致各点层流之间产生相对的运动， 从而引起相邻流层之间产生了阻碍相对运动的内摩擦阻力（粘滞力）。液体具有粘滞力的性 质就称为粘滞性。流体层之间单位面积的内摩擦力（或剪切应力）与速度梯度（或剪切速率） 成正比。从微观的角度来看，流体分子间的存在引力，因此，当流体微团发生相对位移时，就需要 克服相邻分子之间的引力，体现为内摩擦力。此外，流体的动力粘度与流体的种类，温度及压强有关。其中，温度对流体的粘性影响很 大;值得注意的是，温度对液体和气体粘性的影响完全相反,液体粘性随着温度升高而减小， 气体粘性随着温度升高而增大。液体的分子间距较小，

30、分子之间的吸引力是构成液体粘性的 主要因素；温度升高，分子之间的引力减小，导致液体的粘性降低。而构成气体粘性的主要 因素是气体分子作不规则热运动时气体分子间的动量交换。当温度升高，气体分子的热运动 越剧烈，分子间的动量交换加剧，从而使气体粘性增强。从宏观的角度来看，压强变化对分子动量交换影响极小微，因此气体的粘度随压强的变化 很小。压强增加将使分子间距减小，因此，压强对液体的粘性的影响相对较大。粘度是流体 粘性的度量，受流体温度及压力的影响。dud0甘 r+t丁二生源=也获其中；t,粘滞压强,量纲,r（2）r（-3）；生，动力粘滞系数，量纲,r（2）r（-2）；m 流速梯度,量纲，r（o）r（

31、-i）；dyR速度，量纲，l7i）t7-i）K；穿，剪切变形速度，量纲，r（o）r（-i）K； at0,角度,量纲，L70）T（0）o此外，运动粘滞系数，v =上,量纲，r（2）r（-i）；pp,质量密度,量纲，r（o）r（-i）0换句话说，流体具有粘滞性的，因为流速不同，导致相邻两层之间具有相对移动；这意味着，相互之间存在与速度方向相切的相互作用力（粘滞力或内摩擦力）；可表达为：芦e dur dO鸟= &*S* = g*S* 左反，粘滞力（内摩擦力），量纲，1/（3）丁（-1）*L（1）丁（-2）；生,动力粘滞系数,量纲，r（2）r（-2）；S ,为两流层之间的接触面积，量纲，厂（2）丁（0

32、）；0,角度，量纲,r（o）T7o）0从另一个角度来看，如果颗粒（直径是，d）子以一定速度（D）在介质中运动；则有，Fs= 3兀 * d * 口其中，却 粘性阻力，量纲，L73）T7-i）*r（i）r（-2）；，介质的动力粘度,量纲，1/（2）厂（-2）；d,颗粒的直径，量纲，!/。（0）；V,颗粒的速度，量纲，r（i）r（-i）io值得一提的是，对于管道中的流体来说，流动的流体将会受到流阻；流阻大小由流体的粘 度，管子长度及半径等决定，类似于欧姆定律中的电阻；假如，流过几个串联的流管，则总 流阻就等于各流管的流阻之和；假如，流过几个并联的流管则总流阻的倒数等于各分流管流 阻倒数之和；流阻的量

33、纲，r（3）r（-2）o67,不确定性原理不确定性原理是指：不可能同时确定一个基本粒子的位置及动量（时间及能量、角度及角 动量等）。粒子位置及动量的乘积必然大于（或等于）普朗克常数。该原理表明：一个微观粒子的物理量（位置及动量，方位角及动量矩，时间及能量等）， 不可能同时具有确定的数值；这意味着，其中一个物理量越确定，则另一个物理量的不确定 程度就越大。也就是说，测量一对共辗量的误差（标准差）的乘积必然大于常数h/4n （h是 普朗克常数）。体现了微观基本粒子运动的基本规律，以共较量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；体现了量子力学的基本关系，E = M f, p =;A也体现为正

34、则对易关系，x,司=xp - px = itio根据量子三维常数理论，物质是由荷（空间荷，质量荷，电荷，磁荷，强力荷等）及相应 的场（能量-动量场，质量场，电场，磁场，空间场等）组成的。物质可表达为： A * B ,其中， A,表达荷（空间荷，质量荷，电荷，磁荷，强力荷等），具有信号速度；B,表达场（能量-动量场，质量场，电场，磁场，空间场等），具有超距（纠缠）。 A ,与，BV,构成一对共辗量。对一对共辄量之一进行测量，但不能够同时测得另一个与之共辄的量。例如一，对于光子来说，可表达为， 淇中，%,空间荷，量纲，1/（3）丁（0）；C3,能量-动量场，量纲，L73）r（-3）o显然，%,与，

35、C3,是一对共辄量。例如二，对于电子来说，可表达为，（一玲* 灰）*（。2*与）=%*。3,其中，（一玲*左），电子的电荷，量纲，-L73）r（-i）；（C2*Ap）,电场，量纲，（3）丁 （-2）。显然，（一4*），与，（。2*友），是一对共辆量。例如三，对于玻色子（普朗克光子）来说，可表达为，（玲喝）*（。2*）=玲* C3,其中，（%*外 光子的普朗克质量，量纲，L73）T7-1）;（C2*2p）,质量场，量纲，L73）T7-2）o显然，（*5），与，（C2*/lp）,是一对共加量。例如四，对于内禀自旋电子来说，可表达为，（一玲*或）*加*C*以）=%*其中，（一玲巾）*加，电子形成的磁

36、荷，量纲，-（3厅（-2）；c*艰）,磁场，量纲，r（3）r（-i）o显然，（%*%）*加，与，c*盾），是一对共较量。例如五，对于强力质子来说，可表达为，（+%*片）*%*方*苗3）= %*不,其中，（+/*耳）*加*外 质子形成的强力荷，量纲,+1/（3）/（-3）； 府），空间场，量纲，1/丁（0）。显然，（+%* &）*加次卜与，*），是一对共辗量。从广义的角度来看，对于基本粒子来说，也具有如下共辄量， 第一种情况，AxAEI*C3；Ax,位置,量纲,!/丁（0）；ae,能量，量纲，L73）r（-i）*r（2）r（-2）o 第二种情况，L之玲*。3,F,速度，量纲，L71）T7-1）；

37、AL,角动量（动量矩）,量纲, 厂（3）厂（-1）*厂（2）丁（-1）。 第三种情况， ）4| ）Ap*C3,E,量纲，r（l）T7-2）；E，量纲，LX3）厂（-2）。例如2,对于点光源来说，其所发出的光的照度可表达为:ELight Light4711* 其中,尻旬止光的照度（单位面积的光通量），量纲，（3）丁 （T） *L（0）丁 （-2）； cPLight,光通量（与发光功率成正比），对于一个功率恒定的光源来说，光通量（光功率） 是一个守恒量，量纲，守 1/量）丁（-1）*1/（2）丁（-2）；值得一提的是，所有具备与距离平方成反比律的物理定律，都是由于一种守恒量（通量）； 体现为该物理

38、定律表达的物理量，都是通量与面积之比（单位面积内的通量）。这意味着, 该物理定律表达的都是一种守恒量随空间的扩展而被摊薄。由于球体表面积与半径的平方成 正比；因此，单位面积所分摊到的通量就与半径（距离）平方成反比。L2万有引力公式引力与通量具有内在的联系；但是引力（或斥力）二个物体的联系。例如，万有引力是二 个物体之间的引力，因此，万有引力与该两个物体的共同质心有关。对于一个大质量物体与一个小质量物体之间的万有引力来说，可表达为：m1*m2(2)4tt* L_1*_2 _ r ,- 1*相2_(q+，2)(2)_ G ,y+72)+ 2-*-2m1*m2=4ttG *m1*m2(2)(2)其中

39、，q,第一个物体到共同质心的距离，量纲，厂（1） 丁 （0）； 出第二个物体到共同质心的距离，量纲，L（1）厂（0）。1.3库仑力公式库仑力是两个电荷之间的力，值得注意的是，库仑公式的边界条件是，电荷量也与电荷量 勺2，是相同的；库仑力可表达为：甘 1, 41*42 fp , Q1*Q2 c, Q1*Q21,Ql*2其中，L,两个电荷之间的距离，量纲，I/（l）TX0）k；第一个电荷到共同质心的距离，量纲，（1）r （0）；如第二个电荷到共同质心的距离，量纲，厂（0）。2电偶极子及磁偶极子2. 1电偶极子电偶极子是由两个等量异号点电荷组成的系统。电偶极子的特征可用电偶极矩来表达。电偶极子在外电

40、场中，受力矩作用而旋转，使其电偶极矩转向外电场方向。电偶极矩就是电 偶极子在单位外电场下受到的最大力矩（电矩）。假如，外电场不均匀，除受力矩外，电偶极子还要受到平移作用。电偶极子产生的电场是构 成它的正，负点电荷产生的电场之矢量和。电偶极矩可表达为：屈=q *；其中,2，电偶极矩（简称电矩），q,点电荷，L一对等量异性点电荷间的距离，穿，掠面速度，量纲，L72）T7-1）;ats,面积，量纲，i/r（o）；t,时间，量纲，r（o）T7i）；T，动量，量纲，1/（3）厂（-1）*（1）丁（-1）。总之。从理论来说，如果宇宙是有限大的，对于一对共辄量之一进行测量，则可测得另一 个与之共辄的量。如果

41、宇宙是无限大的，对于一对共轨量之一进行测量，则不能够同时测得另一个与之共辗 的量。由于，宇宙中存在不确定性原理，这意味着，宇宙是无穷大的（宇宙具有核式结构）。68宇宙具有核式结构宇宙具有核式结构的物理学原理就是角动量守恒定理。假设，宇宙中只有二个光子，光子表达式;（/ * /） * a =（% *。2）*c =%*c =（玲*/）* （C2/） *C = m*C2*A o 则该二个光子的运行状态有二种，第一种状态，该二个光子围绕共同的质心相互绕行，体现为角动量守恒，（玲*/） * （。2/）。第二种状态，该二个光子相互碰撞，形成正负电子对，正负质子对，正负强子对。二个光子相互碰撞形成正负电子：

42、（%*/）*C2 *4 + （%*/）*4 =（_%*%）*。2*乙 + （+%*%） *C2*%二个光子相互碰撞形成正负质子：（% * /） * 4 + （% * /） *。2 * %=（一% *为）* % * C *琳）+ （+%*&）* 附* C *稻；二个光子相互碰撞形成正负强子：（% * /） * 2 + （/ * /） *。2 * 2=（-%*肪*，） * *） + （+玲*曲*咻*婷今（% *务）*及* *） + （%*%）*，） *琛）;体现为角动量守恒。这意味着，光子是最基本的基本粒子，通过光子相互碰撞可形成其它基本粒子（电子，质子 及中子等）。再由基本粒子（光子，电子，质子

43、，中子等）形成原子，分子及星系。显然，根据量子三维常数定理及角动量守恒定理，（%*/）* （C2/f）;宇宙是无穷大的，具 有核式结构，能量是物质的属性之一。值得注意的是，黑洞可表达为：b*与）* 詹）*。=（% * Q * 娟）* 2）*月；其中，婚）*6），普朗克温度（宇宙中最高的温度），量纲，（2）/（-3）。对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系，可表达为：.* %=（% *启）* %/篇 * % =* 醐2）/加*% = N * % * C3,或,（/ *）*着）* =佃*琳2） *心=N *4* C3其中,03）。3, VnNVp.%,普朗克空间（最小的空间荷），具的刚性的球体，量纲

44、，L-（3）T（0）o从宏观的角度来看，二个物体之间，总是围绕共同的质点运动，体现为角动量守恒定 理,只有在特殊情况下，两个物体才会相互碰撞。根据角动量守恒定理,rnnNZQ）/；宇宙具有核式结构，宇宙是无穷大的。根据量子三 维常数理论，能量是物质的属性之一。这意味着，奇点并不存在。物理学将一个存在又不存在的点就称为奇点，空间及时间具有无限曲率的一点（空间及时 间在该处完结）。奇点理论认为，奇点具有所有形成宇宙中所有物质的势能（能量），势能 （能量）是一种无形的东西的，因此，奇点是无形的。在某一点上宇宙奇点的这一势能平衡 被打破，能量便不断转换为物质，从而形成了物质及能量的共生体。奇点用于表达

45、黑洞中心 的情况。物质在此点密度极高（向内吸引力极强），导致物质压缩在体积非常小的点。奇点 是天体物理学的概念,该理论认为奇点是宇宙刚生成时的那一状态。引力奇点就是大爆炸宇 宙论所说到的一个点（大爆炸的起始点）。该理论认为奇点是一个密度无限大，时空曲率无 限高，热量无限高及体积无限小的点；已知物理定律都在奇点失效。显然，奇点是不存在的，大爆炸理论是错的。人眼能看到可见光；更进一步来说，人眼眼球内的视网膜上的感光细胞只能够感受可见光中 的电场部分；然后，大脑将这些感受细胞的电脉冲冲动信号，解读为色彩及亮度。光子可表达为：其中,（玲*/）,电矢量（具有荷属性），即，大脑将这些感受细胞的电脉冲冲动信号，量纲，r（3）r（-i）；（C2*a）,磁通量（具有场属性），量纲,1/（3）/（-2）。69量子色动力学量子色动力学是一种强相互作用