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或跃在渊,位乎天德.咸速恒久,否极泰来.多磨难者成大事! 淘气不长大

 
 
 

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第二章 电磁感应的空间信息(3)  

2011-01-16 21:53:51|  分类: 博客书《牛爱力学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第二章 电磁感应的空间信息(3

 

2.17 绝对运动就是圆盘面磁场和导线的转动

本书第一章“1.4”“1.5”节介绍法拉第转盘和法拉第转筒实验,我们意识到转盘转筒的普遍联系性。“1.33”节也介绍了转盘转筒实验其实是一致的。第二章“2.6”节也谈到转盘转筒的联系。

1.17”节介绍了位份实验。

结合“2.4”节和“2.5”节,我们主要想分析这样一个逻辑并且落实这样的分析是经得起实验检验的。即力的作用遍布全空间,并且在绝对运动的逻辑中,电磁感应现象只与圆盘面的磁场和导线的内部电子的“电场”有关,而与圆柱面的磁场和“电场”的分布无关,这全部的适用于圆盘面、圆柱面、和轴平面的分布的磁铁和导线。也就是说,我们仍然要考虑“1.35”节,重点从图1.37的整体性来分析,当然,也要考虑磁铁极性相反的情况,即和谐实验。

最具代表性的就是图2.2的轴平面的磁铁,我们看到,bc直接的连线与cdab二者之和即ab+cd段导线当地的磁场的积分显然不同,bcab+cd段的动生电动势却大小完全相等。虽然说bc两点是位份的,但是位份是结果而不是分析的逻辑过程。

为什么同速转动时,bcbadc路径的导线与磁铁同步转动时会有大小相等方向相同的动生电动势?

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 

badc路径由baaddc组成,ad位于转轴上,因此与动生电动势无关。即我们熟悉的ba+dc=bc

教科书上说,电磁力是长程力,电磁场遍布于全空间,因此,就是一个电子,她的电场也是遍布于全空间的。而一个电子的圆电流激发的磁场,也是遍布于全空间。比如氢原子,虽然对外不显示电性,但是原子核的正电场遍布全空间,核外电子的电场遍布全空间。对外不显示电性是因为正负电荷的电场相互叠加而隐藏起来了,但是遍布全空间的电场却是实在的。同样,核外电子的圆电流的磁场也是遍布全空间的。同理,我们实验时的磁铁的磁场和导线内部自由电子的电场也是遍布全空间的。

现在的问题就是,虽然我们实验时采用的是bc段导线和磁铁同步转动,以bc为滑动触点观察动生电动势。但是,出现动生电动势的根本原因,不是bc段当地的磁场,和bc段导线内部电子的当地电场,而是:badc段当地的磁场,和badc段当地的电子的电场,badc段当地的电子的电场,就是导线bc内部自由电子在全空间分布的电场,当然也会在badc段的空间激发电场。当然了,bc段导线对外显示电中性,因为导线的原子核与核外电子的电场相互叠加而隐藏,位于bc段导线当地的自由电子的电场是隐藏的,位于badc段的电子的电场也是隐藏的,但却是实实在在的。

这就是说,物理学家虽然观察到的是位于圆柱面上的磁场和导线,即bc导线的当地的导线和磁场,但是物理规律的本质,即产生动生电动势的,却是位于badc段的磁场,和badc段的导线(bc内部自由电子在badc段当地的电场)。

我们可以再次回忆一下“2.14”节摘录的《上帝与新物理学》《原子中的幽灵》文字,构想一下我们所说的信息力。

问题在于,我们说电磁感应的绝对性只和转动有关,只和圆盘面的电场和磁场分布有关,是否是普遍的,即考虑图1.37,考虑圆盘面、圆柱面、轴平面上的磁铁分布,当导线位于圆柱面(即如图2.2bc段导线一样)上时,同步转动的动生电动势,是否也仅仅和圆盘面的电磁场分布有关?

我们不能够从某个实验的结果,简单地运用到普遍的情况。虽然有位份实验的结果,我们做了大量的实验,采用了不同的方式,但是这并不是说,我们把一切可能的情况都实验过了!

举个例子说吧,比如说,圆盘位份实验与和谐实验是矛盾的,但是却是两个各自独立的结果,都是真实的。对于绝对运动的电磁感应现象,我们原来的逻辑关系已经不再成立了(事实上,这也就是相对论的追求者和量子论物理学家困惑的地方)。还有,位份转移的实验,位于圆周上等半径的两个确定点,按照圆周的弧线连接时,转动时与切割磁力线的影子都没有关系,但是也有动生电动势。所以,我们不能够轻易的把逻辑推及到普遍性。

在位份转移时,使用一块磁铁时(称为普通实验,和圆盘位份实验有关),等半径的圆周上的两点,不会有位份转移的实验结果(即突破c封闭),但是如果用两块磁铁采用和谐实验的方式,则有位份转移的实验,突破了c封闭,那么,以前我们就说过,这二者谁是更为基本的呢?白光和色光的基本性是容易理解的,即色光比白光更基本,色光的叠加构成白光。而圆盘位份实验(普通实验,没有位份转移)与和谐实验谁更为基本,却是无法回答的。

因此,我们有些实验明知是重复的,有时也不得不重复的去做。

 

2.18 转盘转筒的绝对性根本在于转盘的绝对性

现在仍然回到绝对运动就是圆盘面的转动这个问题。现在的问题是,图2.2已经给出了轴平面的实验。

对于圆盘面(转盘式磁铁)的磁铁,这里就不再讨论了,现在我们讨论,圆柱面磁铁的圆柱面导线和圆盘面导线的关系:

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 我们说说位份实验,如图

2.15bc为两个确定点,问题是,当导线和磁铁同步转动时,bc段导线产生的动生电动势,难道一定就等于ab+cd?是否有可能,ab产生的动生电动势,在于ab当地磁场的积分(当然还要注意圆盘面弧度相关性实验),而cd段导线,产生的动生电动势,在于cd段当地磁场的积分;而bc段导线产生的动生电动势,是否可能在于bc段当地磁场的积分(当然还和圆盘面——圆柱面磁铁的弧度相关性实验)。那么,如果圆柱面磁铁使用的长度非常之长,是否实验时可能出现bcab+cd呢?

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 这就是说,我们刚才讨论的“

2.17”节绝对转动的动生电动势在于圆盘面的磁场和导线电子的电场,是否还有疑问?

那么,我们就尝试做了图2.15的实验。考虑到我们实验时存在的误差,我们这次不使用闭合回路的一部分 ,而是使用整个闭合回路,并使用多匝。我们实际实验时采用的匝数有300多匝。

我们在“2.7”节中讨论过图2.7,对于位份实验的基础进行了分析。因此,如果多匝的图2.15出现了绝对同步转动时的动生电动势(即突破了o封闭),那么就是bcab+cd。因为对于闭合回路abcda来说,da为转轴,转动时没有动生电动势,因此,可以说明圆柱面的导线产生的动生电动势,不是位于圆盘面上的ab+cd的动生电动势。

实际实验时,abcda闭合回路(300多匝)并没有出现绝对转动时的动生电动势,因此,我们在“2.17”节中的思想是正确的,即圆柱面上的导线产生的同步转动时的动生电动势,完全取决于圆盘面导线电子的电场。还可以说明,绝对运动不仅在于电磁感应,还在于转动而不是平动。可以参考myore优酷空间的视频045,地址是:http://v.youku.com/v_playlist/f5162594o1p44.html

现在可以从逻辑上搞明白,法拉第肯纳德的运动绝对性体现在电磁感应现象,就是体现在圆盘面磁场和导线的转动,因此必然出现了oc封闭和位份实验的结果。圆柱面的磁铁和导线,仍然以圆盘面的磁场和(导线内部电子在圆盘面的)电场为产生动生电动势的依据。也说明了全空间的相互作用力和信息性,就是我们说的信息力。

不过,令我们奇怪的是,有一个实验结果令我们困惑:

位份转移实验。位份转移实验时,导线位于圆盘面的沿圆周的一段弧线,这段弧线导线内部电子的电场虽然也是遍布于全空间的,但是怎样代表两段半径的导线呢?虽然我们可以理解为对于转轴的依赖,但是圆盘面的半径和圆盘面的弧线之间的联系,终究让我们看不明白?难道仅仅是为了捍卫能量守恒律?可是能量本来就是不守恒的。和谐实验和位份转移实验,令我们想到,是否可以突破oc封闭位份实验?

 

2.19 重复和谐实验

我们很有必要重复和谐实验。

我们在第二章 电磁感应的空间信息(2)中作为重点介绍的“单极位份实验”,现在看来是错误的(因此视频043044的介绍是错误的)。在实验探索中,我们是小错不犯,大错不断。尤其是关于电磁单向力推进器的实验失败后,给我们的打击非常的大,难道我们一切的实验都是错误的?我们在错误的阴影中分析,重新实验,发现电磁感应的和谐实验还是正确的!因此有了重新实验创新的勇气。

单极位份实验为什么是错误的?在视频044拍摄之后,我们计划进行新的实验,但是我们对单极位份实验一直有种说不出的感觉,因为这个实验太不可思议了。

因此在制作下一步实验装备的过程中,我们还是重复了单极位份实验,最终发现的错误的所在。不过,实验的错误也是积极的教训,我们不打算对第二章的第二部分单极位份实验的描述进行修改,而是在这里进行纠正。这个愚蠢的错误在于我们实验装备的简陋,和缪勒实验的错误有些类似,没有注意到闭合回路磁通量的改变。

我们发现,由于实验装备是由木板制作的,本来就有装配的误差,这次实验时,因为冬天室内送暖气,木板变形,因此误差进一步加大。而我们制作的滑动触点是用电炉丝做的,弹性有限,这样导致在转动的过程中,滑动触点不是每一周的360度的任意位置都能够和外接的金属盘密切接触。这导致了闭合回路磁通量的改变。

如果滑动触点在每一周的转动过程中,任意角度都能够接触,那么,和谐实验的方式,磁铁对称,因此磁通量的周期性改变就相互抵消,当我们使用直流的电流表时,磁通量的改变而导致的指针偏转就因为抵消而观察不到任何偏转。当然,在转动速度非常小时,可以观察到指针轻微的左右摆动,但绝对不会向一个方向偏转一个较大的角度。因此,指针的单向偏转就说明有电磁感应现象的绝对运动的动生电动势(在排除摩擦发电等干扰因素之后)。

而如果滑动触点在每一周的转动过程中,如果有某些角度的位置不能够和外接的金属盘密切接触,那么这部分的磁通量改变导致的指针的偏转就不会对电流表有作用,也就是说,整周的转动,磁通量周期性改变的情况不能够抵消。当我们连续快速转动时,就会发现指针偏转。

因为实验装备变形移位,导致滑动触点在某些角度接触不良,因此才有了我们论述的单极位份实验的错误。这个教训是深刻的。

不过,这个实验令我们大大地不安,我们的和谐实验是否可靠?如果和谐实验也存在这种情况,那么我们的麻烦可就大了,我们一切的发现就都成为了泡影和笑话。

因此,我们不得不另外思考,我们怎样可以保证滑动触动的接触良好,证明我们的根本性的实验,和谐实验是正确的。

经过观察我们原来的做和谐实验的各种磁铁,我们选择了对圆盘状磁铁沿直径切割然后两半圆磁铁拼接的和谐实验。这时使用的滑动触动电炉丝比较长,在金属盘中的适度弯曲,可以可靠的保证在360度的转动中,触点和金属盘的接触是可信的。

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 因为出了单极位份的实验错误和教训,现在我们来重复拍摄一下和谐实验,视频编号

046,优酷地址是:http://v.youku.com/v_playlist/f5162594o1p45.html

 

2.20 重新认识肯纳德实验

其实,发现缪勒实验的错误之后,我们应该能够重新认识肯纳德实验的意义。尤其是结合我们这次的重做和谐实验,我们不妨深入分析法拉第实验肯纳德实验与我们和谐实验的逻辑内在联系。就如同我们原来分析高斯定律和法拉第守恒圈一样,我们对实验现象进行理论的逻辑描述。

肯纳德实验其实已经对法拉第转盘实验进行了精确的定位,无需缪勒实验的扰乱。

本书第一章“1.4”节介绍了法拉第肯纳德实验,肯纳德实验是这样的,

肯纳德(1917年)实验

法拉第的看法为肯纳德(1917)实验所否定。肯纳德删去图1.3中的回路qrsp(从而不再有电流),铜盘代以一径向导线p-q和由它连接的两个同轴圆筒,后者形成一电容器。磁铁则用载流螺旋管线圈取代,同轴地套在电容器外。测量的是p-q之间的开路感应电位差,结果是:

当电容器-径向导线转动而(载流)螺线管线圈静止时,有emf出现;

当螺线管线圈转动而电容器-径向导线静止时,没有emf出现;

当电容器-径向导线与螺线管线圈一起同步转动时,出现emf,其大小与情形中的一样,当转速与情形中的相同时。

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 我们看到,肯纳德实验可以用图

2.16来分析,显然,图2.16甲图可以表示肯纳德实验。事实上,如果肯纳德实验时,删去的不是图1.3中的qrsp,而是删去pq导线,那么,一段弯曲的导线qrsp和由它连接的两个同轴圆筒电容器和载流螺旋管线圈来实验,显然有同样的实验结果:

①当电容器-弯曲导线转动而(载流)螺线管线圈静止时,emf出现;

②当螺线管线圈转动而电容器-弯曲导线静止时,没有emf出现;

③当电容器-弯曲导线与螺线管线圈一起同步转动时,出现emf,其大小与情形①中的一样,当转速与情形①中的相同时。

考虑到myore的实验也是有实验基础的,因此,我们应该注意到位份实验的结果,即图2.16中,pqqrsp都是采用了确定的pq两点,因此二者实验结果应该一样,即径向导线pq和弯曲导线qrsp电容器在转速相同时,产生的电动势大小和方向,应该是完全一样的。

电磁感应的现象是完全绝对的,因此,可以联想到我们的和谐实验也是正确的,因为导线感受到的是导线“当地”的磁场!当然,还要注意到我们的实验结果,即绝对转动时产生的动生电动势的大小,还和磁铁的扇面角度的大小(还可以使用长条磁铁等其他形状)所占的整个圆盘面360度的比例有关。而我们实验的结果,颠倒右手定则、突破力的平行四边形法则都是可以理解的。

我们的实验结果,位份实验、圆盘位份实验、和谐实验等等都是可以理解的。当我们认识到缪勒实验的错误在于没有考虑到闭合回路磁通量的改变时,我们就彻底的认识了磁通量改变产生的是感应电动势,只和相对运动有关;而磁通量不变时产生的是动生电动势,只和绝对运动有关。

同样,也不难理解,我们所说的位份实验和屏蔽位份实验的结果,尽管我们的实验效果,并没有很确切的屏蔽位份实验结果,限于实验条件,我们已经放弃了屏蔽实验的详细实验方案的操作,但是大体上还是可以明确屏蔽实验应该有位份实验的结果。

尤其是,我们在实验时考虑对称性,把电磁感应实验和电磁驱动实验一起来做,对于电磁感应实验,可以使用闭合回路的一部分,如肯纳德实验,即使不是闭合回路,也可以观察动生电动势;而对于电磁驱动实验,则不可能使用闭合回路的一部分,因为电磁驱动实验,观察的是电流的效应,而不是电动势!因此,电磁驱动实验,必须使用闭合回路。这样,如何鉴别和定位呢?显然只有和谐实验!

(从回路是否闭合可以看出,动生电动势的观察不需要回路闭合,因此,动生电动势是电磁感应现象的讨论基础,这就是电磁感应现象绝对性的表现,与闭合回路磁通量的改变无关,因为动生电动势不需要回路的闭合;而电磁驱动实验,必须以闭合回路的电流为基础,——电动势不会受力,电流才会受力——因此电磁驱动实验的讨论基础是电流,这是电磁驱动现象相对性的表现,与闭合回路磁通量的改变有关,因此电磁驱动实验都是完全相对性的。电磁感应的绝对性和电动势关联,因此是绝对性的,无需回路闭合;电磁驱动的相对性和电流有关,体现运动的相对性,必须要求回路闭合才有效应

我们的电磁驱动定位实验,第一章“1.11”节,讨论时说明,图1.9的实验方式是不能够定位的,必须依靠于电磁单向力推进器的实验,在我们反复实验不能够成功的情况下,我们借助和谐实验来判决。尽管这又和随动电流纠缠在一起,我们最后的判决结果还是:电磁驱动实验体现了运动的完全相对性,即取得磁铁和导线同步转动的,不是和磁铁捆绑在一起的那段导线,而是另外一段导线!

这就从反复的实验对比中,说明我们的和谐实验是鉴别依据。对于电磁感应实验,和谐实验可以鉴别绝对运动,起到和肯纳德实验一样的效果。而对于电磁驱动实验,和谐实验同样可以起到鉴别和定位的作用。因为随动电流的纠缠,我们采用实验电磁单向力推进器的方式,不管采用普通方式,还是和谐实验的方式,我们都无法做到单向力推进器。而我们根据实验现象,可以判断,假设电磁驱动时,驱动磁铁和导线同步转动的动力来自于和磁铁捆绑在一起的那段导线,必然可以观察到电磁单向力推进器!我们做了数十种方法的实验,重复了数千次,但是却没有实验成功,因此,可以确定电磁单向力推进器不可以成功!因此和谐实验可以排除随动电流的干扰,判断电磁驱动实验的结果就是完全相对性的。

这样,就是我们实验的重大意义的结果:电磁驱动和电磁感应的相对性和绝对性,决定了能量必然是生灭的。这就打破了我们牛顿力学中的逻辑必然联系:即牛顿运动三定律、动量角动量守恒律和能量守恒定律的逻辑关系。现在,我们实现了宏观的能量生灭,但是还没有发现牛顿运动三定律动量角动量守恒定律的突破。

 

2.21 和谐实验创造能量

肯纳德实验已经证实,动生电动势的产生与切割磁力线无关——载流线圈(相当于磁铁)单独转动时,导线-电容器没有动生电动势。因为使用的不是闭合回路,因此不存在闭合回路磁通量改变的讨论。

和谐实验如何说明能量是创造的呢?

分析主要分两步,

第一步:电磁感应实验是绝对的,产生动生电动势的那段导线是和磁铁同步转动的那段导线;而电磁驱动实验是相对的,驱动磁铁导线同步转动的不是和磁铁捆绑在一起的那段导线,而是和磁铁相对运动的另外一段导线。

第二步:外力驱动得到动生电动势时,产生的电动势有两种成分:1是绝对运动的动生电动势,2是相对运动时因为磁通量改变-楞次定律而出现的周期性的感应电动势。绝对运动产生的动生电动势输出电流能量时能量创造;相对运动出现的感应电动势输出电流能量时,能量守恒。实际上,绝对运动产生的动生电动势和相对运动出现的感应电动势是重叠在一起的,我们很难说明能量创造所占成分的比例。

(实际上,第一章“1.27”节介绍的爱爱永动机,尤其是“1.38”节讨论爱爱永动机实用吗?更应该采用位份转移的形式,这样,最大可能的回避闭合回路磁通量改变时的能量守恒,才能够使能量创造体现尽可能大的效率。当然,影响的因素还有摩擦力,如果采用水银为滑动触点时,还要考虑随动电流的影响)

(实际上,问题不在于是否采用位份转移的方式,而是采用和谐实验时,选用两个滑动触动,而不是一个滑动触点:这样,不管连接导线走圆周的弧线,还是走沿着两个半径的路径,当磁铁导线转动时,都可以做到闭合回路磁通量基本上不变,当然,要使用同一个圆盘面上的两个滑动触动)

为了简化分析,剖析明白,我们改用位份转移实验消去磁通量改变的感应电动势。采用两块半圆形磁铁组成圆盘面磁铁的和谐实验,采用位份转移实验方法,即导线不是走半径路径而是走圆盘面的边缘弧线。那么可以做到,和两个滑动触动接触的金属环紧贴在一起(隔以薄层的绝缘材料)(或者两个金属环位于磁铁上下两面的对称部位,因为磁铁是有厚度的,当然金属环还是要贴近的),连接两个金属环的导线也要紧贴在一起。

这样,磁铁转动时,闭合回路的磁通量改变就可以忽略。这就只需讨论绝对运动产生的动生电动势。动生电动势的方向不变,因此输出电流的方向不变。产生动生电动势的这段导线和磁铁的相互作用力大小相等,方向相反,因为捆绑在一起,故相互作用力为0——因此不会抵抗外力。和磁铁相对运动的另一段导线,因为电流方向不变,故在整周的转动中,对磁铁的作用力的抵抗和推动作用就几乎完全抵消。这样,外力驱动时可以得到一定的因为绝对运动出现的动生电动势的输出能量功率,而几乎没有因为动生电动势输出功率时的电流的阻力!显而易见,能量创造了。

这里只有能量的创造而没有能量的消灭,说能量生灭只是偏义。

绝对运动时有动生电动势而输出能量,外力驱动输出能量但不受到抵抗而维持能量守恒,因此能量必然创造。

(注意,位份转移实验时,可以发生在一个圆盘平面上的两个确定点,也可以发生在两个圆盘平面上的两个确定点,一般只考虑一个平面上的两个确定点,讨论闭合回路磁通量不改变。而其他复杂情况,这里不再分析。)

 

2.22 位份转移实验表明实验结果是确定的

随着实验的深入和推进,我们的观点和观念总是在变动中,因为我们必须要适合实验事实。第一章“1.30”节讨论混沌不确定是不正确的分析,“1.34.2”节讨论分析角度也不对,第二章“2.2”节突破c封闭,“2.3”节讨论位份转移,分析也不到位,“2.12”节介绍的单极位份实验是错误的,“2.13”节分析单极位份不确定当然就是错误的了,“2.14”节分析引述“信息力的确定和不确定”就不合适了。

我们这里要纠正的就是,在宏观的电磁感应现象里,目前,我们做的实验,表现出来的还是确定的,而不是不确定。

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 我们以图

1.36为例简要说明一下,导线ab和磁铁同步转动时,必然有绝对运动时的动生电动势,但是,因为位份转移,我们应该能够观察到弧线bd和磁铁同步转动时的动生电动势,这个电动势的大小和方向应该和ab一致,这样,闭合回路abda和磁铁同步转动时没有动生电动势,就是因为半径ab和弧线bd的电动势相互抵消,而ad段导线是没有动生电动势的,即ad段导线和磁铁同步转动,不会有动生电动势。这样说明,我们得到的实验结果是确定的。

实际试验时,我们很难固定d点,d点会有漂移,因此我们不去实验,而是从其他实验进行逻辑推理。

我们认为这样的分析是合乎逻辑的,即ad段导线和磁铁同步运动时没有动生电动势!这是一个确定的结果,而不是不确定!这也才是位份转移的意义。不然,为什么不是和谐实验时,即一个整体的圆盘磁铁,任意的圆周弧线引导出两个滑动触点,是观察不到和磁铁同步转动时的动生电动势的。只有和谐实验的方式才能够做到。原因就在于位份转移。我们原来的分析,最初我们没有做到也没有意识到会发生位份转移,因为这太不可思议了,后来虽然做到也认识到了位份转移实验,但是却没有细致分析这些逻辑关系。

位份转移实验的意义,再次强调了动生电动势的产生不是因为导线切割磁力线,不管是相对切割,还是绝对切割,还是任意的带有“切割”的影子和想象。比如吧,在法拉第转盘实验中,还感到迷惑,在肯纳德实验中,已经认识到不是导线对磁力线的相对切割;那么,在肯纳德实验中,只有导线(包括电容器)转动时,是否可以考虑为绝对运动的切割磁力线?在导线和磁铁同步转动时,还可以有切割的影子和想象,但是,到了位份转移实验时,导线可以不沿着半径走向,而是沿着圆周的弧线走行,因此就没有任何切割磁力线的影子与想象。

从位份转移实验还可以体会到,绝对运动产生的动生电动势,显然和闭合回路磁通量的改变没有任何关系,这是对肯纳德实验的进一步深入,因此,这就是我们为什么要把运动出现的电动势,区分为两种情况,1是闭合回路磁通量发生改变,我们把这归结为感应电动势,这与相对运动无法完全区分;2是闭合回路磁通量不发生改变,我们把这归结为动生电动势,这完全归结为绝对运动,而且只发生在转动的情况下,与平动无关,而且这只与圆盘面上的磁场和电场有关,与圆柱面上的磁场和电场的分布无关。我们所以可以采用和谐实验的方式来实验和分析,就在于和谐实验可以把磁通量改变的因素相互抵消,从而看到磁通量不改变的原始实验面目。和谐实验比肯纳德实验要简便的多,可以方便的实验各种情况。

 

2.23 轴平面磁铁和谐四分法实验

我们来看图2.9和图2.11,按照我们对于位份消失的实验结果,我们把图2.9的分割方法描述成错误的,而说图2.11的分割方法才是正确的。因为和谐实验就是要描述能量创造的,如果没有位份实验,没有动生电动势,就失去了讨论的基础。

那么,我们就对图2.11的和谐四分法进行实验,看看结果和我们预期的是否一致。

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 看图

2.17,这其实就是图2.11,只是这样可以比较清晰的看到空间的结构关系。实验前,我们进行了猜测,我们认为在图中的各个位置都是有位份实验的。但是实验结果并非如此,而是在有的区域有位份实验,有的区域位份消失。

现在我们简单的描述一下实验结果:

我们选择ab为两个滑动触点,ab各自通过电炉丝和两个金属盘连接,通过连接金属盘的导线构成回路。但是,ab导线和磁铁同步转动时,没有动生电动势。而且,ab附近也没有,这是指,ab位于两块磁铁正中间的位置,ab附近没有就是说ab旁边的mnpq导线和磁铁同步转动时也没有动生电动势。

但是,如果从mn或者pq再向磁铁移近,就会出现动生电动势。如果移动到cd(或者ef),那么cd和磁铁同步转动时就会有动生电动势。

(注意,图2.10的位份消失实验我们又重新重复了一下,在距离磁极附近的位置,仍然观察不到和磁铁同步转动的动生电动势,实验的数据应该是干扰因素。)

我们现在的导线位于两个S极之间,如果导线位于两个N极之间,实验结果类似,比如在两个N极的正中间的gh导线,和磁铁同步转动就没有动生电动势;而导线igkl和磁铁同步转动时就有动生电动势。当然,位于N极之间和位于S极之间的导线,在和磁铁同步沿同一个方向转动时,动生电动势的方向肯定是相反的。

我们分析,以cd导线为例,我们认为cd导线的动生电动势仍然不是cd段导线本身,而是cd段导线内部的电子在圆盘面上的半径上分布的电场引起动生电动势,即圆心和cd的半径连线,当然注意cd二者不是同一个圆盘面,因此圆心也是两个不同的圆心。

这就是说,我们可以猜测,导线oa和磁铁同步转动将不会观察到动生电动势,而导线oe和磁铁同步转动时将会出现动生电动势,当然这个实验我们没有做,原因在于,cd或者ef和磁铁同步转动时,产生的动生电动势非常小,和干扰因素刚好能够分开;而oe和磁铁同步转动时产生的动生电动势,应该等于ef和磁铁同步转动时的一半,当转速相同时。因此,考虑到实验精度,我们没有必要进行实验。

当然,我们做了其他的实验,即我们以cf为两个确定点,沿着柱面的弧线连接导线,和磁铁同步转动时可以得到同样的动生电动势,或者以不同的路径连接cf,和磁铁同步同速转动时,得到的动生电动势的大小都一样,即这是位份实验。当然,我们选择cd或者ef时,不管选择什么样的路径,得到的动生电动势的大小都是一样的。因此位份实验还是成立的。因此,我们尝试突破o封闭的实验依旧不可以成功。

 

2.24 颠覆右手定则

刚才分析图2.17时,我们并没有去判断动生电动势的方向和导线当地磁场的关系。如果我们去细致判断分析,发现原来发现的颠倒右手定则的关系改变了。

第二章“2.4”节的图2.2介绍了颠倒右手定则,即在半径方向的导线,如图2.2中的abcd,导线和导线当地的磁场关系是按照右手定则来判断同步转动时的动生电动势的方向的。而bc导线,bc导线和当地磁场方向来判断bc段动生电动势,就要用左手来判断,即颠倒右手定则(注意,abcd位于圆盘面上,而bc位于圆柱面上)。

但是,按照我们多重的实验,我们在“2.17”节重复分析,导线和磁铁的同步转动是绝对运动,绝对运动时产生的动生电动势,只和圆盘面有关,与圆柱面无关。就是说,图2.2中的bc,完全等价于abcd,那么,bc段产生的动生电动势,要依据abcd段的磁场和电场,而abcd段的动生电动势,是按照右手定则来判断的。这就是说,原来我们所说的颠倒右手定则,还可以看做是没有颠倒右手定则。

还可以对比,即如果圆盘面的导线位于磁铁的侧面时,也有颠倒右手定则,那么可以分析第一章“1.34”节的图1.35,因为圆盘位份实验说明,位于磁铁侧面的半径和位于磁铁正上方或正下方的半径等价——即“圆盘位份”,因此,仍然可以看做是右手定则,因为这一切的实验,都要以磁铁本身的位置为主导地位,这样,原来的颠倒右手定则,都可以回归到圆盘面磁铁的位置,因此还可以看做颠倒右手定则的实质还是符合右手定则的。

第二章 电磁感应的空间信息(3) - myore - myore

 现在,我们的图

2.17,却是对右手定则的彻底颠覆。我们以圆柱面上的ef为例,如果以ef当地的磁场来判断,和磁铁同步转动时判断动生电动势,是按照右手定则的,但是这和图2.2bc来判断正好相反。如果ef以圆盘面的磁场和导线电子的电场来判断,和磁铁同步转动时的动生电动势,反倒是按照左手来判断。这次是在圆盘面上采用左手,而圆柱面上采用右手,和图2.2的实验正好相反,因此,我们称这个实验是彻底的颠覆右手定则。可以参考视频047myore优酷空间,地址是:http://v.youku.com/v_playlist/f5162594o1p46.html

 

二〇一一年一月十六日星期日

 

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    者:张建军

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