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电磁力与引力的统一 + K0 B+ I4 F6 [1 {6 G
黄 兆 荣. m6 t5 k, p; w$ Z
昆 明 理 工 大 学 云南6500183 d v! r& w- g3 R1 A f- N
云南云维集团 电仪公司 云南沾益 655338' e7 q* N# H+ q9 Q
摘要:本文以实验为事实依据,说明电磁力是引力,引力也是电磁力,只是大小不同。) o+ c1 N5 T. s+ e1 E2 f( g& `
关键词:引力 排斥力 电磁力
. u$ {1 L' g. kElectromagnetic force and attraction unification
. R0 F2 \) B$ l Kunming University of Science and Technology Yunnan 6500187 Q9 Q, O d! n! l
Yunnan cloud Uygur group electricity meter company Yunnan derive benefits 655338
" R+ s* j+ E- r% J5 o8 Y8 nAbstract: This article take experiment as the fact basis, the showing electromagnetic force is the attraction, the attraction is also an electromagnetic force, is only the size is different8 r1 O* J/ x4 |" S9 M
Key word: Attraction repelling force electromagnetic force& x9 s P# ~. z) @
一、概述:
7 u. J# A$ a( d& ^% o: U9 a目前,宇宙中存在着各种类型的力,是它们把散沙般的基本粒子结合在一起,组成了各种各样的物质,这些力从本质上都可归结为四种基本力:引力、电磁力、强力和弱力。引力、强力、弱力已统一为引力,只有电磁力与引力没有统一。本文通过实验证明电磁力衰减后则变成了引力,引力增大后变成电磁力,力是物体与物体之间的相互作用。+ L b, P! y" r
引力即是万有引力,即任何两个物体之间存在引力。
% b( ?5 a" c* Y6 z. ]电磁力为电力与磁力的统称。表面上看二者毫无关系,通过大量实验和事实证实表明,电磁力是引力,引力也是电磁力。从二者公式形式上看:! `) O# Z: K7 U. O- b0 d
F引 = K m1 * m2 / r2
0 f# D5 W- C) E |% [2 e4 S' ^8 S F 电 = G q 1 * q 2 / r 2
8 C; n1 M4 E/ D$ q, ?6 r0 G非常相似,假如两个相等(质量和电荷)的物体在一定距离内,电磁力与引力相等,即:
; Q1 v" Y( O# o K m1 * m2 / r2 = G q 1 * q 2 / r 2 0 w# _% @1 j1 L3 U/ w% Z% d
q/ m = √ K / G
9 ^6 w% ^# y/ w* t- h- {荷质比就是一种物体的电荷与质量之比。不同的物体有不同荷质比,也就有大小不同的引力,即相同质量的物体其万有引力大小不同,实验证明比重大的金属小,比重小物体的引力大。万有引力与荷质比有很大关系。' I; m) H# X% H! D
二、实验:) O* _ j# j( Q5 ~/ ] `1 h5 A
2.1、引力与电磁力 ~2 x% m, H2 N7 H) E$ D
摩擦是两个物体相互运动始建由于凹凸不平产生的一种现象。摩擦会产生摩擦力,摩擦力为:# a/ B8 W% w% i# T
F摩 = u x N
8 Y/ ^; z" I$ P9 d- D; |8 O4 U有了摩擦力会做功,
0 e% b( @: R2 ^% s% T" v5 L E摩 = F摩 X L
% L" K' b+ P6 @3 h产生热量和电磁力,产生的能量是消耗物质而形成的。& b) d2 s! B: @( B! z$ F) w2 n
E = △m * C25 f" \% [% @8 m+ ~ v
E = E热 + E电
, r+ P; k) \0 F. a- R! b0 a 绝缘物体吸引悬挂在空中的小物体,是引力的作用。* S6 q5 G6 V) S
F引 = K m1 * m2 / r2 % N8 t- R$ t: H) p; T' R5 P
绝缘物体与毛皮摩擦后,绝缘棒能吸引小物体就是静电力的作用。
4 O$ g0 K( G! l) C4 Y8 u F 电 = G q 1 * q 2 / r 2
9 r9 L' o/ B# P( h引力的吸引距离比静电力吸引距离小得多(在同样大小力的情况下)。
; i0 w$ I+ b4 }2.1.1、将一小物体(薄金属片、纸片、纸和金属混合纸、),用细线悬挂在空中,分别用竹制品(筷子)、木板、金属、高压绝缘材料、纸片、土块、石头等大物体去接近悬挂在空中的小物体时,发现小物体被大物体吸引,物体质量越大、距离越近吸引力越大,即引力的作用,且不同的材料物体质量相同其引力的大小是不一样的,其中金属的引力最小。
5 s3 M- ]! R& n. y8 g F引 = K 1 K m1 * m2 / r2 9 c4 T4 w; L: j5 R
K 1 : 不同物质K 1的值是不同9 ~. ?/ @6 M. h7 v/ J9 a) Q! o- D
2.1.2、用塑料棒与毛皮摩擦,摩擦过的塑料棒会吸引悬挂在空中小物体,使小物体与塑料棒接触一下后,再用塑料棒去接近小物体,看到小物体被塑料棒排斥,再用大物体接近小物体,大物体会将小物体吸引,吸引距离比引力大,小物体与其它任何接触后,引力迅速降低,与引力的吸引距离一样长,小物体与其它物体接触后表示将能量泄放,力的性质不会改变。使小物体不具有能量。电磁力变成了引力。该实验说明引力产生的物体,能量增加,引力转换电磁力,物体能量减少,电磁力转换成引力。- l. t0 D/ q, ?) \
共振是一个很普通的物理现象,在一定的外力作用下,外力的频率与物体本身固有频率相等时,物体发生共振。共振时,物体吸收最小,输出能量最大。各种不同的物体,有各种不同的共振频率,共振频率与物体特性、大小、形状有关。所以塑料棒与毛皮摩擦产生能量大。
8 L g _0 c4 T" p) P0 L, G2.1.3、将小物体用细线悬挂在空中,用与毛皮摩擦过塑料棒接近小物体,电磁力第一次小物体表示为吸引力,第二次塑料棒接近小物体时,表示为排斥力。说明带电体与不带电体接近时表示为吸引力,同性相斥。
! i( K1 b3 [# T8 T7 f2.1.4、用同一材质分成小、中、大三个物体,中物体是10倍以上小物体,大物体是5倍以上中物体。用细线将三个物体悬挂在空中,将与毛皮摩擦过的塑料棒依次去接近小、中、大三个同材质的物体,第一次三个物体均表示引力,第二次小物体表示引力,中物体-会为引力,一会为排斥,大物体始终为引力。将塑料棒摆放一段时间,电磁力衰减,再去接近三个物体,细线有时表现引力、有时表现为斥力,小物体和大物体都表现为排斥力,经过多次接触后,大物体和细线表现为引力,小物体表现都是排斥力的现象,(引力与排斥力,与物体和引力的具体情况所决定),只有在一定的条件下才表示为排斥力。多次换小物体的材质,依次实验,其结果都是一致,电磁力能吸引任何物体。, P$ |/ B' I9 g2 B( c
用细线将质量不一、材料性质不同的片状物体悬挂在空中,用各种不同材质的物体接近悬挂在空中的片状物理,发现片状物体在引力的作用下, ) \9 M9 z, B& Q$ \8 u+ j4 _
会偏离垂线一定角度θ1。不同材质同质量、同材料不同质量的 7 F7 s8 F4 t8 ?, K% a
物体,在引力的作用下,片状物体偏离垂线角度大小是不同 # {) t3 v% R& C1 h+ q( L, I2 R2 x
的。而且有尖端效应。本文以塑料棒为物体进行分析,
; W* N3 E8 g2 C( ]- i如图1所示
a( c7 h- x. n5 J1、从力学角度分析: θ1
' s! ~( p8 F/ @9 [ 8 c/ m8 {3 \% h
F引 = K材1* K材2* G*m1*m2/ r 2 塑料棒 * V; w8 }% K: H% b; n+ L
; V8 T4 ]! r- E5 B# h
, e) }7 r+ |0 A. g# e! E" l
) ]5 b5 }. S5 D( ? 在图1中 mg ) U |1 h/ [( f3 X$ @5 V
F 引 = mg *Sinθ1 图 1
+ H5 m" Y6 E0 h, u $ h/ ]9 J, c B6 S
用同-根塑料棒与毛皮摩擦产生电磁力(与其它物
& R1 U7 T$ O" g, o* h; k& ?, ?体摩擦产生的电磁力小,摩擦即产生电磁力,又$ F& N' i0 K- n8 V
产生热量)。在同一实验装置中、同-条件下,可
+ {+ T" x5 ?/ I以看到,与毛皮摩擦过的塑料棒(物体)吸引片状0 q% j0 R0 n7 t# i
物体偏离垂线的角度θ2,如图2所示。 θ2
7 \* ~ F0 D6 X4 \/ G' O在图2中 带电塑料棒 * G1 [; u1 @% U7 B( D% C) z
F引 = mg*Sinθ2 , X: a/ m r+ i0 z
' g" U2 G( r# R) Z* { R8 Y( W1 u
& E% y- p! x# ]; Z+ _* Z
mg
0 M. I7 C0 G) ?) p5 m mg
7 L* n7 ~* x5 q - W6 s! a3 d6 D$ @/ P0 v0 z' B
F电 / F 引 = mg*Sinθ2 / mg*Sinθ1 图 2 2 \7 ^; K Y$ ]( Z; V( t" O9 ]
= Sinθ2 / Sinθ1
5 ?# i2 `! K$ D! Q; ?* r# s
( L; d% ^! t u z8 w* H; n 设 A = Sinθ2 / Sinθ1
6 b; b5 k4 E+ O+ u
8 A" f4 f5 _. v: t2 o则有: F 电 = A * F 引
% W6 n- b' ~: S7 i6 ]% @9 p+ N. J" k# z1 [' l! n7 Q* e5 Z
一定质量的片状物体与带电塑料棒接触一下,
0 H" k3 T1 b; X5 u$ M5 r脱离塑料棒,当带电的塑料棒再接近时,该片状
% R7 }& h1 u4 a# D) z2 a( n物体表现为排斥力,而其它质量的片状物体都表9 x0 m$ B, n. a9 Y9 Z% O. h
现为引力。如图3中
$ D% c- [: K8 b8 K1 {& E' { θ3
, }, n* f |/ I7 x3 L2 fF排 = — mg*Sinθ1 4 R# W9 Q a' n( D7 H& M! @. X5 J' c
' ?. U* f3 b: e$ Z# w4 }9 l
F排 / F引 = Sinθ3 / Sinθ1 $ R2 ^1 [/ F# u6 N# a; ]5 k5 r3 G
带电塑料棒 0 _; F* G" r' J/ K
设 A1 = Sinθ3 / Sinθ1 mg
; Y% P/ Y/ G" ^: j4 A
, @) k% z9 b; f6 H8 |6 [! ~ W* `+ C% Q# } F排 = A1 * F引 mg ; N& v. j/ K$ Y; i) D8 C, ?
图 3 5 l$ ~* K3 Q! B. `) Z
8 \. R- Y% F+ a8 y6 J' a设小物体的质量为m 那么中物体的质量为10m 大物体的质量则为50m。用细线将三个物体悬挂在空中,任何一个物体都会吸引小物体m,物体吸引小物体是一个作用力与反作用力的关系,大小相等,方向相反。' e: Z3 ]1 o2 }) }8 Y; |5 V) _
F引 = F物体 * L物体 6 ^3 i% [; p* f
F物体 * L物体 = — F小物 * L小物 ) P+ s; s: v+ L$ s% ^+ s1 I% b; Z
同样,用塑料棒与毛皮摩擦,摩擦过的塑料棒会吸引悬挂在空中小物体、中物体、大物体也是是一个作用力与反作用力的关系,大小相等。只是引力的吸引距离远小于电磁力的吸引距离。7 y H4 o; V- b$ l
F小物 * L小物 = — F电 * L 电9 s O- F! b( }" |1 W1 b
和 F物体 * L物体 = — F小物 * L小物
" n( i& i) U- V& z! h则有 — F小物 * L小物 = F电 * L 电' B# _; f) f* x
F电 * L 电 = F物体 * L物体
6 B! ?$ C, G4 E$ r! M F电 = F物体 * L物体 / L 电# v G+ P$ V5 K0 P8 A: {
L物体 >> L 电 2 g2 W/ e, f# K5 f" v$ v
A = L物体 / L 电
5 N+ C* L+ v, M故 F电 >> F物体
' i: s6 X2 @1 N8 q# A# y F电 = A * F物体 = A * F引 ; f( m7 v( [; }, K( P9 @# M
F 表示力 L: 吸引距离
( ?8 L8 G" J7 |0 E 2.1.5、将小塑料棒中间开个孔,用细线的一端穿小孔,另一端悬挂。与毛皮摩擦过小塑料棒悬挂在空中,待静止不转时,用玻璃、纸、金属、竹子、木块、土块、石块、草等任何物体接近它,小塑料棒都会发生偏转,且尖端的引力大。
`, z' m0 G4 A 2.1.6、将与毛皮摩擦后的绝缘棒悬挂在空中,用小木片、小竹片、金属、棉花、塑料、10KV绝缘热缩管、380V电缆绝缘层与绝缘棒接触,大、中、小物体都会吸引绝缘棒。
- C3 O6 [& X t( D1 I/ X 2.1.7、将金属薄纸、普通纸分别做小物体、大物体等,用细线将这些物体固定悬挂在木棒上,悬挂在木棒上还有长短不一的各种细线。9 N. X2 w5 k& K& D7 B+ _) u2 f8 Q1 C
用800瓦转速为600转/分的电钻夹住玻璃棒、塑料棒、竹棒、木棒旋转,用棉手套、皮手套、纸、塑料分别与上述棒料摩擦,摩擦到手感觉发热为止,停止摩擦,然后用摩擦过的棒料分別去接近悬挂在木棒上的各种物体,发现大物体、细线每次表现为引力现象(吸引),只是小物体第一次表现为吸引,第二次则表现为排斥力。当电力消耗到一定时,小物体也表现为吸引力。多次实验结果一致:6 {0 Z: L5 b* d* ~- o
减少 减少
+ O' D$ G+ m! y, v( g引力 排斥 引力$ Q: D, R4 o' D- r( b
增 加 增 加$ B: i, F, R& h" ]
用土块、石头、金属、橡胶制品、玻璃棒、塑料棒等任何一种物质去接近小物体、细线、大物体均表现为吸引现象。 6 [& r& P9 s* r; j% a' C
2.1.8、用磁铁南、北极、直流2500V正、负两极接近小物体都是吸引力。用其它物体接近小物体时也同样表现为吸引力。
- l. J6 h5 D* G! W/ v 2.1.9、釆用药疗时,用调压器调整药疗电压,一根线放在泡脚药水中,另一根线用手拿着,另一只手调整调压器的输出电压,调到一定电压时,线吸住手,,最后将导线甩断才脱悼危险。6 l& B F+ w& I) X7 g) ]+ z( q
2.1.10、高压静电除尘装置中的正极或负极有一极是接地的,接地电阻是0.5欧以下,在装置中正负两极都吸引同样多、同组份的灰尘。这说明电磁力是引力,只是比引力大得多而矣。
. K2 ?6 ^! w; O2.1.11、将细线、小物体、大物体用线悬挂起来,用塑料管、纸片、金属片等物体接近悬挂的物体,有引力现象存在。悬挂的物体不动,塑料管、纸片、金属片等物体离悬挂物体一定远的距离不动。与毛皮摩擦过的塑料棒放在以塑料管等物为中心、小物体对称的位置运动,近时,悬挂的物体被塑料管等吸引,远时不吸引。反复多次现象不变。这说明电磁力与引力互相迭加,是同-种力。* y; P5 r, n, x/ V
2.1.12、与2.1.11实验条件一样,用金属片、纸片等物体一端接近悬挂的物体,金属片等物体不会吸引悬挂的小物体,与毛皮摩擦过的塑料棒放在另一端一定距离,发现金属片等物体会吸引悬挂的小物体。
( s6 y9 M% S" a$ |2.1.13、与2.1.11实验条件一样,将螺丝刀放在悬挂物体与与毛皮摩擦过的塑料棒之间,发现螺丝刀会排斥悬挂的细线、小物体。: ~8 C9 g- L9 T
2.1.14、用UJ33D▬3型数字电位差计、数字万用表测量物体自由落体与地面碰撞时,电压的变化值,碰撞时刻电压读数变化很大,从毫伏级突变到十几伏。碰撞也是很常见的物理现象,大家知道,碰撞之间有能量之变化,同时也有电压的变化。
0 v9 r! `5 j0 g$ o6 n' Z 2.1.14、引力是电磁力,那么土、石头、水等任何物体都应有电压!用UJ33D▬3型数字电位差计、数字万用表测量土壤、石头、水等物体的电压,同一个参考点,数据如下:( B( T! G- E5 O
松土: 0.035~0.097V 0.031~0.012V 0.010~0.012V! p. Y( M3 l/ h. F# B' [; J0 `+ B
水下土: 0.060~0.100V 0.060~0.070V 0.050~0.080V+ I8 x( M; U4 B
水边土: 0.058~0.064V 0.090~0.120V 0.042~0.055V8 B' }7 ?8 k) K% i& F1 h
石土: 0.150~0.140V 0.013~0.100V 0.150~0.090V
! f# d+ G) ^: b% N1 k: { 测量结果表示,土壤表面上的电压与参考点的深度有关,土壤、水、植物、石头、水泥块任何两点都有电压,且是南正北负。地球是由土壤、水等各种物质组成。只要物质之间的电阻大于一定数值,物体之间就存在电压。地球是一个带电体,地球所带的电荷高达五十万库仑水平,带电体周围则有电场,在电场中的物体则受到电场力的作用,说明了引力是电磁力,电磁力是引力。5 ]; |: M4 n; y5 `' e x/ }4 n
根据大量科学测试可知,地球本身就是一个带电体和磁体,通常带了稳定地带负电荷50万库仑左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300KV左右。 晴天时在地面附件的电场强度为120V/m。
3 U$ }6 r' a5 r( o* B% T上面的电磁力只是比引力大一些,引力比电磁力小一些而矣。1 W, R9 |; s9 Y
三、电磁力是引力的工业证据 6 A* @9 }9 f. q2 Q& L* {
1、 静电除尘装置广泛应用于锅炉的尾气除尘,将锅炉尾气中碳、硫、磷等各种颗粒除掉,锅炉尾气进入静电除尘前的温度不超过150度。尾气进入正、负极之间的电场中,颗粒物质获得电或电离,然后颗粒向相反极板运动,在极板上获相反的电荷中和,则有正、负两极板上的物质是各不相同,事实上两极板上的物质是一模一样,沒有区别。
8 e2 I. U7 p7 ~! a; z 2、10KV电压会吸引地面上的灰尘:9 N+ K5 D" ` Q8 x% c; u4 }8 y- b* g
对35KV的变压器做试验时,用500V的橡胶导线接10KV电压引入电压互感器,导线放在有灰尘的地面上,通上35KV高压电压时,接10KV的导线会吸引周围各种灰尘。 9 k3 i) S6 {5 b* f3 D3 a
3、具有阴极射线管(显像管)的设备,在开机时刻,显像面会吸引塑料、草、粉尘、细金属等任何一种物质。 6 m9 ?, b y4 D/ y6 A8 D
四、电力与引力关系:8 d W) `' G6 W
电力是电荷与电荷之间的相互作用而形成的力,电荷周围有电场,电荷之间的力是通过电场而传递的。电力与电荷的多少成正比,与电荷间的距离成反比。磁力是磁铁之间或磁铁与铁性物质之间的相互作用,磁力是通过磁场相互作用的。整个宇宙、地球都是一个大磁场。1 h5 }4 @/ N) }2 p: j3 _2 H7 [/ ~; ?
电磁力是电力与磁力统称,引力是物体之间存在吸引力,是通过引力场而相互作用的。与物体的质量成正比,与物体间的距离成反比,电力与引力关系是:
2 N; { {4 D& K: n) V4 z& `9 L F引 = A F 电
6 q* b) P4 u( I9 Z4.1、电力与引力:引力通过摩擦变成电力,电力衰减变成引力
2 E/ P- B* @7 N: Q0 K* a 4.2、磁力与电力
* A8 |0 o3 ~% a5 D; A! ~( C1 ?. ?电力与磁力是不相干,但它们是可以转换的,磁场与导体相互运动会产生电力,通有电流导体周围有电场和磁场,磁场是磁粒子的集合,磁粒子是磁场最基本的粒子。电场是吸粒子的集合,吸粒子是引力场的基本粒子。) T, v9 F+ v* q; L
引力、电力、磁力的关系是: . E2 @4 s. K+ P8 Z# J! f" q
% x- J- a% E$ }4 |" L
摩擦 线圈 2 P- J- B/ B. X! L' {, E- K! [; p8 v
引力 电力 磁力0 M+ h, E. ~9 [6 N/ y, ?$ t5 M, O
衰减 相互运动
; I; e! `) b N4 z) Y$ A引力是电磁力,电磁力是引力,数学公式如下:
1 d% c8 ~' O3 p; f/ d0 A引力的公式是: F引 = G m1 m2 / r 2
6 k0 ~# x; G. g3 l2 Y电磁力的公式: F 电 = K q1 q2 / r 2
: H! P G0 q, w" D二者相互转为: F引 = A F 电 0 p# ?% G* b' k4 t3 k: M
A 是个系数 因物体不同而不同。4 a( v. q7 R" x$ c! T) E, C; F6 P N
五、电磁力是引力的解释是:4 \+ T6 o6 t8 p1 C5 p
绝缘棒与某种物体摩擦时,当绝缘棒和物体二者固有频率相等时,则会发生共振,吸收的能量最多,一部份转换热能,另一部分转换成电能。共振使电子运动幅度加大,偏离原子核,带动周围吸粒子运动,显示出电性。沒有摩擦时两者频率能量很弱,所以电性显示不出来。共振时输入能量小,输出的能量最大。物体摩擦时由二者的频率有差值,不能共振,则产生电力就小。如电钻夹住塑料棒与皮手套摩擦产生的引力最大,与纱手套、帆布手套摩擦产生的引力就小得多。摩擦时间稍长,塑料棒就会发热。每一种物质都有其共振波,如二氧化碳(CO2),是2.7um,一氧化碳(CO),是2.37um。
4 t) m0 y) q- b, C9 ]9 M- D# c# w 六、结束语:实验证明,电磁力是引力 引力也是电磁力,
0 G# z( N0 U% F2 n) X 七、感谢语:感谢同事、夫人、儿子的大力支持和帮助。3 J# P0 x; u- b9 r* M
八、参考文献:/ p9 D% [* s" T. i8 E
1、要焕年 曹梅月著 《电力系统谐振接地》 中国电力出版社 2001年3月北京第二版社
$ O! x& L, p" v( i& L3 k3、 严导淦编 高等学校教材 《物理学》上、下册 高等教育出版社 1989年4月第8次印刷 |
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