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按统一场论处理实例(1)1个粒子的物理学问题(B)
3.相应的各能量
动能:
对经典物理学,
动量p(3)[1线矢]=[mvj[j基矢],j=1到3求和],量纲:[M][L][T]^(-1),
dv(3)[1线矢]=(dvj[j基矢],j=1到3求和),
动能(3)=[dv(3)[1线矢]点乘动量p(3)[1线矢],v(3)从v(3)1到v(3)2积分]
=mv((3)2^2-v(3)1^2)/2,量纲:[M][L]^2[T]^(-2),
对相对论物理学,
动量p(4)[1线矢]=imc[t基矢]+mv(3)[(3)基矢],
dv(4)[1线矢]=ict[t基矢]+v(3)[(3)基矢],
动能(4)=[dv(4)[1线矢]点乘动量p(4)[1线矢],v(4)从v(4)1到v(4)2积分]
=-mc^2(t2^2-t1^2)/2+动能(3),量纲:[M][L]^2[T]^(-2),
其中,-mc^2(t2^2-t1^2)/2是相应结合能的减少。
位能:
对经典物理学,
dr(3)[1线矢]=(drj[j基矢],j=1到3求和),
f动(3)[1线矢]=ma(3)[1线矢]=ma1[1基矢]+mva(2)[(2)基矢],
自旋力fS(3)(即:离心力)[1线矢]=速度v(3)[1线矢]叉乘自旋S(3)[1线矢],
位能(3)1=[dr(3)[1线矢]点乘f动(3)[1线矢],r(3)从r(3)1到r(3)2积分]
=[(dr(3)f动(3),r(3)从r(3)1到r(3)2积分]=位能1的减少。
位能(3)2=[dr(3)[1线矢]点乘fs(3)[1线矢],r(3)从r(3)1到r(3)2积分]
=[(dr(3)fs(3),r(3)从r(3)1到r(3)2积分]=位能2的减少。
对相对论性物理学,
自旋力fS(6)[2线矢]=速度v(4)[1线矢]叉乘自旋S(6)[2线矢]
=f动(3)+f离(3),
位能(4)=[dr(3)[1线矢]点乘fs(6)[2线矢],r(3)从r(3)1到r(3)2积分]
=[dr(3)[1线矢]点乘(f动(3)+f离(3)),r(3)从r(3)1到r(3)2积分]
=位能1的减少+位能2的减少,
结合能:
(dr(4)[1线矢]的时轴分量点乘运动力[1线矢]的时轴分量,t=t1到t2积分)
=[d(ict)[0基矢]点乘F0[0基矢],t=t1到t2积分]
=[d(ict)F0,t=t1到t2积分]
=-([mc^2]t2-[mc^2]t1)
=(E结t)2-(E结t)1
强自旋力Qfs(12)[22,1线矢]
=速度v(4)[1线矢]叉乘 强自旋S(15)[22线矢]
强自旋能=[r(4)[1线矢]点乘强自旋力Qfs(12)[22,1线矢]
,r(4)从r(4)1到r(4)2积分]
=(E强自旋r)2-(E强自旋r)1
弱自旋力Rfs(12)[22,1线矢]
=速度v(4)[1线矢]点乘 弱自旋S(15)[22线矢]
弱自旋能=[r(4)[1线矢]点乘弱自旋力Rfs(12)[22,1线矢]
,r(4)从r(4)1到r(4)2积分]
=(E弱自旋r)2-(E弱自旋r)1
各弹性能:
=[r[矢]点乘各弹性力[矢],r(4从r1到r2积分]
=(E各弹性r)2-(E各弹性r)1
4.各种势和场强度
对于1个粒子,没有相互作用力,但有相应的各种势和场强度,即有:
在距该粒子r[矢]处的引力势:
对经典物理学,
引力势#(3)引[标量]=km/r(3),k的量纲是:[M]^(-1)[L]^3[T]^(-2),
福里斯《普通物理》:K=6.685乘10^(-8)厘米^3克^(-1)秒^(-2),
百度:目前公认的结果是卡文迪许测定的k值为6.754×10^(-11)N·m2/千克2,目前推荐的标准为k=6.67259×10^(-11)N·m2/千克2,
通常取k=6.67×10^(-11)N·m2/千克2。需要注意的是,这个引力常量是有单位的:它的单位应该是N·m2/千克2。N是亚福伽德罗常数。
引力场强度(3)引[1线矢]=(km/r(3))的梯度(3)=偏分(3)(km/r(3))[1线矢]
=(偏3)(km/r(3)[j基矢]/偏rj,j=1到3求和,
对相对论物理学,
引力势#(4)引[标量]=km/r(4),
引力场强度(4)[1线矢]=(km/r(4))的梯度(4)=偏分(4)(km/r(4))[1线矢]
=(偏4)(km/r(4)[j基矢]/偏ra,a=0到3求和,,
注意:没有强引力势和强引力场强度!
对于有正、负电荷+,-q,的粒子,还有:
q的量纲[Q]是:[M]^(1/2)[L]^(3/2)[T]^(-1)
正、负电流+,-J[1线矢]
对经典物理学,
+,-J(3)[1线矢]=+,-qv(3)[1线矢],
对相对论物理学,
+,-J(4)[1线矢]=+,-q v(4)[1线矢],
正、负电磁势+,-#EH[1线矢]
对经典物理学,
+,-#(3)EH[1线矢]=+,-q[1线矢]/r(3),
对相对论物理学,
+,-#(4)EH[1线矢]=+,-q[1线矢]/r(4),
正、负电、磁场强度+,-E、H[矢]
对经典物理学,
+,-E(3) [1线矢]=d(+,-q[1线矢]/r(3))/dt
+,-H(3) [1线矢]=偏分(3)[1线矢]叉乘 (+,-q[1线矢]/r(3)),
对相对论物理学
电磁场强度[2线矢],
+,-EH(4)[2线矢]=偏分(4)[1线矢] 叉乘 (+,-q[1线矢]/r(4)),
即都是:经典物理学的正、负电场强度+正、负磁场强度。
还有,高次、线的矢量:
正、负强电、磁场强度[22矢]
=(偏分(4)r(4))(6)[2线矢]叉乘 正、负电、磁场强度(6)[2线矢],
注意:因k很小,带电粒子的引力场强度与电、磁场强度相比,都可以忽略。
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