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2015年2月以来,我们发表了3篇关于交流电速度的论文。我们的实验结果表明:在特定的电路参数情况下,交流电的速度可以大大超光速。
在我们的实验结果发表以后,科学网上的网友进行过热烈的讨论。现在大多数网友承认,在我们的特定电路条件下,实验结果无疑是可以重复的。
在这个基础上,作为今后讨论的重点,我们将讨论实验结果的物理机制以及物理意义。
在去年我们的第2以及第3篇论文中,我们对于实验结果进行了一些初步的理论解释。参见文后的参考文献。
不同于传输线理论的电路条件,我们实验的电路有如下几个特点:
(1) 由单根漆包铜线作为导线,构成二个回路,单路漆包线的总长度小于10 米;
(2) 构成电路回路的线间距离大于3厘米,导线间的分布电容可以忽略;
(3) 我们选用交变电信号的工作频率小于3 MHz。工作频率越低,效果越好。仅仅是为了容易在示波器上显示,我们选用交变电信号的工作频率在1~2 MHz。
(4)在电路回路中,1M欧姆的电阻是示波器的输入阻抗。L1以及L2不是独立元件的电感,它们是导线的分布电感。电感量与导线长度正相关(不是正比)。
这个电路是个RL电路,电路中的回路不是平行双线,它是非对称的电路,所以实验结果表明,不是导线越长越好。恰恰相反,导线越长,效果越差。也就是说,导线长度与时间差的关系是个非线性效应。这个实验结果,不能用书本上的传输线理论进行解释。
我们测量的是一长一短的二个单导线回路中大电阻上电压的时间差。我们采用速度定义:v = dx/dt, 计算出交流电在特定电路条件下的速度。实验结果表明,交流电在金属导线中可以超光速传输信号和电能。光速不是一切物质运动的极限,从而挑战了相对论。
实验的关键是:RL电路中纵向交变电场的时间延迟是由单导线自身的电感引起的,导线自感量与长度有一定的相关性。电路的分布电容小于1pF,可以忽略。在这样的电路条件下,二个回路的相位差等于时间差乘以园频率。对于某个固定的频率,相位差等价于时间差。实验结果表明,当频率小于3MHz时,二个回路的时间差小于1纳秒,而且与频率无关。
交流电源产生的电动势在电路内产生了交变电势差以及纵向电场。交变电场在金属导线内带动了电子运动,产生了电流和电功率。对于几米长的导线连接有一个大电阻和单导线的回路,交流电源产生的交变电动势在回路的导线内形成了似稳态电流。它仅仅需大约亿分之一纳秒的超短时间,同时在大电阻上产生电压。由于单导线自身的电感,在大电阻上产生电压滞后于电源的交变电动势,滞后时间大约小于1纳秒。
上述的理论解释仅仅采用了经典电路中的基尔霍夫电流定律和电压定律。基尔霍夫电流定律表明,对于一个大电阻和单导线的回路,回路上每一点的电流的大小以及相位在某一时刻是相同的。当时间变化时,电路中电流的大小以及相位是随时间整体变化的。所以,交流电在金属导线中由相位变化来传输信息是一种非局域性效应。
上面二段文字,说明了交流电在金属导线中可以超光速传输信号和电能的主要物理机制。这个物理机制与电磁波的传能机制显然是不同的。
我们认为,“非局域”的超光速物理作用,不仅仅在量子力学领域存在,并且在宏观世界也存在。我们的实验结果表明:在特定的电路参数情况下,交流电的速度可以超过光速20倍以上。这就是说,交流电在金属导线中可以超光速传输信号和电能,这是一种宏观的非局域性效应!
我们实验中测量到1纳秒级的时间差,主要归功于本世纪以来示波器技术的进步。我们的贡献仅仅是选对了实验的方法,指出了实验中电路的几个特定条件。时间测量的误差由示波器的精度决定。我们用的示波器的的精度是0.5纳秒。
本文中交流电可以超光速的物理机制,是书本上没有的。我们认为,在宇宙中,纵向电场的速度是不受相对论光速极限限制的。相对论的结论存在一定的局限性和片面性。我们的实验结果与经典电路理论是一致的,而且与电磁学理论没有矛盾。
因为现在的SCI论文中造假的很多。我本人没有意愿把上述物理机制用论文发表。
我衷心欢迎网友们对于本文中关于交流电可以超光速的物理机制,进行深入的讨论。真理将越辩越明。
参考文献
1. 张操, 廖康佳,樊京,导线中交流电场时间延迟的测定,《现代物理》,Vol. 5 No. 2 ,29-34 (Feb. 2015)
http://www.hanspub.org/journal/PaperHis.aspx?JournalID=579&IssueID=2006
2. 张操, 廖康佳,交变电场速度测量的物理原理,《现代物理》,Vol. 5 No. 2 ,35-39 (March 2015)
http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=14949
3. 张操, 廖康佳,交流电速度可能超光速20倍—兼评郑翊等人的论文“电磁场的传播速度”, 《现代物理》,Vol. 5,No. 6, 125-132 (Nov. 2015).
http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=16335
4. 杨兰报道:“交流电可以超光速的实验挑战了相对论”,副标题是:信不信由实验说话
http://www.zgkjxww.com/kjxw/1474937245.html
下图:博主在上海文来中学科普讲座以后回答学生的提问
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GMT+8, 2024-12-22 13:33
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