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电磁力与引力的统一
% H6 E) r2 N: ?4 H$ A 黄 兆 荣
& b& C! A8 P% x 昆 明 理 工 大 学 云南650018+ m& G& v1 p* D$ Y+ C# B
云南云维集团 电仪公司 云南沾益 655338) f4 k; \, X7 ?) P! c. M6 z4 z
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。! N! h$ y, y4 | n7 S" ^# r
关键词:引力 排斥力 电磁力 " a! w( p4 z3 F3 }* C8 H4 k$ j9 t1 L
Electromagnetic force and attraction unification
9 E& V3 @9 |1 T# Z Kunming University of Science and Technology Yunnan 650018
5 B& q; H& E! x- m5 `5 \- OYunnan cloud Uygur group electricity meter company Yunnan derive benefits 655338
4 K9 N4 N6 T7 T. U, @* J* J, EAbstract: 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 different
% n# K9 _: h" B* K* [4 zKey word: Attraction repelling force electromagnetic force4 w1 f2 ]# Q" W/ B/ s
一、概述:
6 k, k/ q: }6 u8 a }3 I4 I# v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。, a' z9 s" b4 t6 W5 R) [! Q5 O
引力即是万有引力,即任何两个物体之间存在引力。
1 c$ x$ a3 C$ T# \. u, A$ q9 L) p9 H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:
* R2 h6 L+ c/ |$ x, j" U' MF引 = K m1 * m2 / r2 , G. n! Q' r2 K( ?
F 电 = G q 1 * q 2 / r 2
0 v! p% g" g( N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:
+ W& k. y* `7 ^( d9 p, \ K m1 * m2 / r2 = G q 1 * q 2 / r 2
6 Q& Y; t& i1 N' l7 ?+ j$ Z* O q/ m = √ K / G
( ^3 ?8 H) j5 L1 J5 X1 c* 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。
d6 Y& E* K* h; q0 O/ `: A8 J 二、实验:
L# b& {0 F# A: _/ T- ^2.1、引力与电磁力
% E* { P% ~4 I! v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:( D% S% K I& }6 V) X9 y
F摩 = u x N
0 `6 S8 E/ {6 i" z5 k4 m6 ]. x有了摩擦力会做功,' i& ~3 J+ n" x2 f/ l( H4 y
E摩 = F摩 X L
- }8 ]* e9 h8 ~; x# I9 P产生热量和电磁力,产生的能量是消耗物质而形成的。
9 F; f1 n: H/ [( W2 q" Q. xE = △m * C2+ k3 Z+ b5 _3 X+ ]* R$ _
E = E热 + E电
1 G# k$ `! k3 u- f Z! G 绝缘物体吸引悬挂在空中的小物体,是引力的作用。2 G* b" c# Y; D+ K4 C( T
F引 = K m1 * m2 / r2
! ^" i: ?7 f/ U8 e# x: G7 {, e2 \6 t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。9 x6 l% f ^" `6 Z
F 电 = G q 1 * q 2 / r 2 6 O# Y- F# f' L/ R9 i; P
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)。8 b$ [- B. l( v
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。
$ J. p) K6 e( T( A- O F引 = K 1 K m1 * m2 / r2 ' `* t2 h5 [# t
K 1 : 不同物质K 1的值是不同
9 d) `# |# J0 h2.1.2、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。2 S0 H9 T/ X# u# f/ x/ M8 p: z
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。2 h/ @* W7 s# G( ~2 b' k
2.1.3、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。
3 _1 ~* [ w# L/ ]: H, ~2 p7 [8 _2.1.4、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。! M& J' U! ~9 g) |+ z: w
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,
2 a9 l% n. F$ c5 I, R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 S" Z: S2 e W物体,在引力的作用下,片状物体偏离垂线角度大小是不同 6 s. r: R, p1 Q6 H' y! d. V
的。而且有尖端效应。本文以塑料棒为物体进行分析, 6 B1 E: r0 W' ^( T
如图1所示
0 U* x5 K1 u: s& r! ^- F1、从力学角度分析: θ1 / D. E! B* E7 S: W& ^
# r, y9 j" i7 J7 R F引 = K材1* K材2* G*m1*m2/ r 2 塑料棒
, f" b* o* B6 ?+ f
# q" A# D4 {# K* ^8 m& k 6 v# d# k' U: T. w' k$ x* t( M
$ u0 \% C) Y% q( e0 ]
在图1中 mg 2 u& g% J6 f2 |+ m; K ^
F 引 = mg *Sinθ1 图 1 3 L2 ^4 K: f1 g
4 Q( d+ h @4 d0 v" h4 ^, ]- T用同-根塑料棒与毛皮摩擦产生电磁力(与其它物: ?( C* d8 E5 N: g$ A
体摩擦产生的电磁力小,摩擦即产生电磁力,又3 S |/ H9 l4 f, w- s8 c2 q
产生热量)。在同一实验装置中、同-条件下,可
( {* c$ _* |4 {以看到,与毛皮摩擦过的塑料棒(物体)吸引片状
7 I1 p7 a! j6 W; e! [+ i物体偏离垂线的角度θ2,如图2所示。 θ2
5 q' T' R( m9 r$ Y& `在图2中 带电塑料棒 7 E+ V7 k/ ~8 l
F引 = mg*Sinθ2
3 t. q. f8 ~1 ^/ y6 n3 u* Z1 f
! c1 ?6 n, ^, i) p- C mg0 B- F3 m% G W" I
mg
( r4 X7 F9 I) V/ n9 I - l$ O/ { R5 V4 Q7 f3 m2 P
F电 / F 引 = mg*Sinθ2 / mg*Sinθ1 图 2 + C$ M- a( l3 K- F3 e# F
= Sinθ2 / Sinθ1
6 q! g8 c+ O' r1 r1 Q . J& [8 |, H/ s5 V3 h. P8 t
设 A = Sinθ2 / Sinθ1 5 r0 [" e, B9 N0 v) Q
" \2 c: j8 b5 f# O
则有: F 电 = A * F 引
2 H" z V# u J1 c( f* ?- O0 w5 c" |% c& |
一定质量的片状物体与带电塑料棒接触一下," J. p4 \- q" b" X( b4 v/ b8 b! g
脱离塑料棒,当带电的塑料棒再接近时,该片状) }+ G, K8 {0 h; i0 P+ w- @
物体表现为排斥力,而其它质量的片状物体都表+ H/ a- M% u% X/ Q
现为引力。如图3中
% N0 n+ B% h# s* B! W θ3
% u+ q+ R3 x5 [( F# v' zF排 = — mg*Sinθ1 4 i: E' q6 Z" V
V: ?3 r! w T9 C$ l: ]6 S1 M. h E F排 / F引 = Sinθ3 / Sinθ1 3 r7 ^3 _$ m' ?- s6 D6 U& g
带电塑料棒 0 O, [% i, }1 r' z8 }
设 A1 = Sinθ3 / Sinθ1 mg
+ i) z4 ~, z4 e* s
0 M- H: g0 Q. o7 [# F2 C% s1 M F排 = A1 * F引 mg 8 q- a- p$ U6 `/ p# z V" a5 @
图 3
9 x# F' J6 v, a& l
3 M, G2 P+ T3 a0 j) Z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。
* S) p0 _ v; @2 z+ G( { F引 = F物体 * L物体
. @. e$ h5 h2 m" k- } F物体 * L物体 = — F小物 * L小物
' J! F L* S; f, h$ 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。/ j1 t* b/ k. P
F小物 * L小物 = — F电 * L 电
' L8 {+ N6 L, b8 ^/ } 和 F物体 * L物体 = — F小物 * L小物
- \7 Y' Z% h1 H: A则有 — F小物 * L小物 = F电 * L 电: W% G6 O7 I2 L- s( G; ~! B
F电 * L 电 = F物体 * L物体 4 X7 k9 F A7 h: ?% C6 _0 g
F电 = F物体 * L物体 / L 电+ Q+ x1 V" \ A+ k5 e0 ~* u
L物体 >> L 电 , t* M* p' U/ X1 ?; E5 U
A = L物体 / L 电 , a, J" E1 Q4 @% k( ?. [/ b
故 F电 >> F物体7 E& U. ~* X" b# b
F电 = A * F物体 = A * F引 # D& u' {- {! L' l1 X8 R
F 表示力 L: 吸引距离
; N7 T. i" M6 w" w7 V 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。
$ M+ t4 J. c. J! W, Q& [ 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。
5 ~. ^$ }; u& Z6 a% C4 ~! V 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。
* q3 T8 L. j5 L# h$ P) p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: B; i' p! j; K8 m3 D
减少 减少( }7 K3 b/ J7 N: A6 a
引力 排斥 引力& S+ w6 y) K+ Y* f! _( [$ d
增 加 增 加
* n- P: x& j8 W* 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。 . }) y; u6 W$ T: l
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。
! A$ x% T- p/ c( M 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。0 b) m# l! h/ a5 p8 k' q7 W
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。% J1 }' M' {& z2 A: f% A
2.1.11、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。. t1 B( x, ?) l& }: r# U
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。. _7 O$ A' q5 \; H$ c' P
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。& L7 b/ B9 A, d; ^
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。) `9 C" s, @% h9 p( K
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:
' \* i) g- R4 m/ U- L) v+ x4 D松土: 0.035~0.097V 0.031~0.012V 0.010~0.012V
& T$ ~5 k J$ Z& X6 N水下土: 0.060~0.100V 0.060~0.070V 0.050~0.080V
1 v- l( w- Q d0 [/ n A水边土: 0.058~0.064V 0.090~0.120V 0.042~0.055V
6 | Y4 T! \ N* @$ [* m石土: 0.150~0.140V 0.013~0.100V 0.150~0.090V
$ }7 b3 n, o/ o! j# ^% u, I 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。
( a2 Y& ?( q( c9 O 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。
. A! |/ m& ]7 G3 W- m1 D9 C7 u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。0 h$ H0 u; \2 ~' v& G
三、电磁力是引力的工业证据 3 D2 q) M& s' D$ m9 A2 [
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。
# j) {5 X# F# a9 n' A 2、10KV电压会吸引地面上的灰尘:
/ I, D" e4 H" E/ L8 ^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。
+ v, p3 d& H% b% _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。 $ [8 S W& j. d4 v+ C
四、电力与引力关系:
8 I, e q" ] n- K- W" U0 _ 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。
7 |& ^- Z; y' j0 G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:% n& `% }/ Z+ Z# n( G) c
F引 = A F 电3 z$ Q# H W. N e: t4 ^% N
4.1、电力与引力:引力通过摩擦变成电力,电力衰减变成引力/ C* \" X% ^7 r
4.2、磁力与电力0 C3 r h5 ] }; `: p! M a
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。
: C3 p! f5 W, w% M6 r引力、电力、磁力的关系是: 2 j' z, X2 d9 |" Q6 q
- F- V2 K# ?+ ^ 摩擦 线圈
9 N. V2 |+ u& O9 x, {" a 引力 电力 磁力# l7 r9 X8 F( {6 P
衰减 相互运动
& K5 S% b& b9 V$ a0 d5 l引力是电磁力,电磁力是引力,数学公式如下:- O% P n) I( g; W$ R$ x
引力的公式是: F引 = G m1 m2 / r 2
( G: v. d3 |# Y5 p2 H电磁力的公式: F 电 = K q1 q2 / r 2 , k1 z6 W# W/ h1 m% R, O! C: p
二者相互转为: F引 = A F 电 1 h8 z' V/ l; `* Q
A 是个系数 因物体不同而不同。1 Q' l+ m+ u) q5 I4 Q2 A
五、电磁力是引力的解释是:$ a$ ]: E# L; }: K& S5 l9 n
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。
" f; S$ m4 P3 R0 A. M) c 六、结束语:实验证明,电磁力是引力 引力也是电磁力,
$ i5 r" Q- D L) I+ h) V* z' z( C 七、感谢语:感谢同事、夫人、儿子的大力支持和帮助。
* M/ H7 f( |' A$ ]" T( Q3 D& D 八、参考文献:2 F3 T# E Q3 H$ W6 h& F! J8 a
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
2 b4 L9 h; m- P5 n0 A3、 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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