科学认识、运用客观世界的基本特性（37）

（接（36））

62. 由惯性牵引运动系时空动量的变换导出：光子、声子的基本特性

    本文第56节，对于位置矢量，已给出：

只有带电粒子从高能态跃迁回能态，辐射光子，才以ict表达时轴分量，而电中性粒子从高能态跃迁回能态，就是辐射声子，应以ia*t表达时轴分量，a*是所在介质状态的声速，而引力作用不发射任何静止质量=0的粒子，就实际上没有时轴分量。

时空位置矢量的时轴分量由光子传送的模长是ict。

时空速度矢量的模长v(4)为：

v(4)=((ic)^2+v(3)^2)^(1/2) =ic(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)。

时空动量的变换，是由牵引运动速度矢各方向余弦组成的正交归一矩阵表达，导出该粒子的时空动量模长m v(4)为：

m v(4)=m0 v(4光)/(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)。

该粒子的质量，就成为运动质量m：

m =m0 /(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)。而有，静止质量m0。

    因物体粒子的运动质量m必为有限值。

光子的3维空间速度v(3)=c，因而，光子的静止质量m0光 必然是=0。

而运动质量m光=0/0，其数值须由光子的光频率和所在介质的光速c表达为：

m光=h光频率/c^2，相应地，动量光[1线矢]=h光频率[1线矢]/ c，动能光或2个相同光子相互作用的能量，都= h光频率=动量光[1线矢]点乘c[1线矢]， 光子1受光子2作用的能量=动量光1[1线矢]点乘c2[1线矢] =h光频率1c2[1线矢]/ c1，光子2受光子1作用的能量=动量光2[1线矢]点乘c1[1线矢] =h光频率2c1[1线矢]/ c2，

光子可在真空中运动，在真空中光速为c0，c= c0乘n光，n光是所在介质的光折射率。

类似地，由声子传送的，模长就应是ia*t。

物体粒子的运动质量m就应为：

m =m0 /(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)。

    该粒子的时空动量 模 长m v(4)为：

m v(4)=m0 v(4) /(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)。

v(4)=((ia*)^2+v(3)^2)^(1/2) = ia*(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)。

对于声子，就得到：声子也应是静止质量m0声=0的粒子。

其运动质量m声=0/0，其数值就须由声频率和所在介质的声速表达为：

m声=h声频率/a*^2，

声子不能在真空中运动，以标准大气状态，p0、v0、T0，条件下的声速为a*0，a*= a*0乘n声，n声是所在介质的声折射率。

物体的速度v(3)[1线矢]可以大于声速a*[1线矢]，

超声速v(3超声)[1线矢]=Ma*[1线矢]，M是马赫数。

超声条件下，物体的运动质量为：

m超声=m0声/(1-M^2)^(1/2)。

   v(4超声)[1线矢]=ia*[时轴]+Ma*[空轴]。

   v(4超声)模长=((ia*)^2+(Ma*)^2)^(1/2)=ia*(1-M^2)^(1/2)。

 该粒子的时空动量m超声 v(4超声)[1线矢]为：

m超声v(4超声)[1线矢]=m0声v(4超声)[1线矢]/(1-M^2)^(1/2)。

可见，超声速粒子的时空，速度、动量的模长，以及相应的动能，都显著地大于亚声速粒子的相应各量，而且，随马赫数，M，的增大，而急剧增大。

这正是物体在超声运动时，产生 声障、声爆、激波等现象的缘由。

所有物理量的量纲都表达该物理量的性质，由物理量的量纲就确定该物理量的性质。

对于不同的物理矢量，只要它们的量纲相同，它们就都是相同性质的物理量，因而，由不同的物理矢量的相同量纲判定，是相同性质的物理量。

对于静止质量m0不=0，的粒子，有：

时轴由光速传送的

时空速度v(4)[1线矢]=ic(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)[1线矢]。

i标志与v(3)正交。

该粒子的运动质量m相当于：

m=m0/(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)。静止质量=m0不=0。

时空动量相当于：

m v(4)[1线矢]=m0(v4光)[1线矢]/(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)=icm0[1线矢]。i标志与m0v(3)正交。

相应的能量：

m v(4)^2=m0(v4光)^2/(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)

=c^2m0(1-v(3)^2/c^2)^(1/2)。

时轴由声速传送的

时空速度v(4)[1线矢]=ia*(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)[1线矢]。

该粒子的运动质量m相当于：

m=m0/(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)。静止质量=m0不=0。

时空动量相当于：

m v(4)[1线矢]=m0(v4光)[1线矢]/(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)=ia*m0[1线矢]。

相应的能量：

m v(4)^2=m0(v4声)^2/(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)

=a*^2m0(1-v(3)^2/a*^2)^(1/2)。

（未完待续）