麥克斯韋電磁波方程違背了法拉第電磁感應(yīng)定律
趙金明
摘要:無線電波是靠天線與地面構(gòu)成的開放電容發(fā)射出去的。給平板電容器充放電,極板間的電流就是位移電流,極板上的電壓與電流之間存在90°的相位差(時間差);電壓的物理意義反映著電磁波的電場,位移電流的物理意義反映著電磁波的磁場,電場與磁場之間源本就存在著90°的相位差,相當于光子運動1/4波長的時間差。而麥克斯韋導(dǎo)出的電磁波卻是電場和磁場同相位的正弦平面波,我們只要給其磁場方程加負號求導(dǎo)數(shù),就會知道麥氏的電場方程違背了法拉第電磁感應(yīng)定律。
關(guān)鍵詞:穩(wěn)恒電流磁場(無速率變化磁場);渦旋磁場(有速率變化磁場);法拉第定律;感生電場。
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從牛頓、萊布尼茲到麥克斯韋,傳統(tǒng)的經(jīng)典理論一直認為:“一切自然過程都是連續(xù)的”、“自然界不作躍變”。1900年,普朗克推導(dǎo)出的熱輻射理論公式與實驗數(shù)據(jù)精確地吻合。為了闡明他這一新公式的真正物理意義,普朗克作出了“孤注一擲的行動”:放棄了經(jīng)典物理的傳統(tǒng)連續(xù)概念,而認為振子能量是分立的,在輻輻過程中振子能量的變化是不連續(xù)的,發(fā)射和吸收能量的方式是一份一份的“能量子”?!澳芰孔印?,后來被愛因斯坦稱為“光量子”;之后,又被學(xué)者們統(tǒng)稱為“光子”。由此,普朗克獲得了1918年度的諾貝爾物理學(xué)獎,成為了量子理論的奠基人。
1905年3月18日,愛因斯坦在德國《物理學(xué)年鑒》第17卷上發(fā)表《有關(guān)光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換的一個試探性觀點》一文,“在我看來,如果假定光的能量不連續(xù)地分布于空間的話,那么我們就可以更好地理解黑體輻射、光致發(fā)光、紫外線產(chǎn)生陰極射線以及其他涉及光的發(fā)射與轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象的各種觀測結(jié)果。根據(jù)這種假設(shè),從一點發(fā)出的光線傳播時,在不斷擴大的空間范圍內(nèi)能量不是連續(xù)分布的,而是由一個數(shù)目有限于空間的能量量子所組成,它們在運動中并不瓦解,并且只能整個地被吸收或發(fā)射?!边@就是說,不僅電磁場與腔壁振子交換能量時具有量子性,而且這電磁場本身就具有量子性。
后來,美國著名科學(xué)家A·H·康普頓于1923年在研究X射線照射輕靶時,發(fā)現(xiàn)散射光中出現(xiàn)了大于入射光線波長的成分,即所謂康普頓效應(yīng)。他認為只有用粒子——光子概念才能很好地作出理論解釋??灯疹D效應(yīng)表明光子與電子的碰撞過程遵守動量守恒和能量守恒定律。
愛因斯坦所提出的“光量子”究竟是什么?這個問題愛因斯坦本人在他暮年時期明確地表示,他自己也說不清光量子到底是什么:“整整50年有意識的思考,還沒有使我更接近‘光量子是什么?’的答案”。
筆者拋棄了麥克斯韋導(dǎo)出的兩個電磁場波動方程中的那個電場方程式,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,而對另一個磁場方程式加負號求導(dǎo)數(shù),也就得到了一個不同于麥克斯韋電場方程式的新方程;進而,初步揭開了光子電磁場的量子性,實現(xiàn)了電磁力與萬有引力的統(tǒng)一(文章一稿《電磁波與萬有引力——沈陽怪坡現(xiàn)象理論新見》發(fā)表于《重慶大學(xué)學(xué)報》2008年5月第31卷增刊;二稿《電磁波與萬有引力》發(fā)表于《科學(xué)之友》學(xué)術(shù)版2008年4月)。
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