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荷质比的逻辑摘要：带电粒子（例如，电子）的电量与其质量之比，是基本粒子（例如，电子）的重要 参数数。测定荷质比是研究带电粒子（例如，电子）结构的重要方法。荷质比将随粒子能量 的增加而相应地减小。法拉第效应（法拉第旋转，磁致旋光）是一种磁光效应，是在介质内光波与磁场的一种相互作 用。具体来说，法拉第效应将造成偏振平面的旋转，这旋转与磁场朝着光波传播方向的分量呈 线性正比例关系。关键词：荷质比，电量，质量，法拉第效应，光波，磁场，拉格朗日量，最小作用量，对 称性，电流，电荷，电能量，伽利略时空，闵可夫斯基时空，欧几里得时空，散射，入射粒 子，靶粒子，规范场论，光电效应，万有引力，麦克斯韦方程组，波函数，自由粒子，波粒 二象性，膨胀，收缩，相对论因子，温度，压强，理想气体，分子热运动，温标，信息燧，嫡，不确定性原理，能量，电荷，质量，荷质比，洛伦兹力，电场强度，磁场强度，电磁 场，暗物质，光子，电子，质子，规范不变性，中子，相对论，量子力学，电磁学，量子化,背景空间，对称性，因果律，相位因子，动量，能量作者：总工，高工，硕士，副董事长1荷质比的内涵带电粒子（例如，电子）的电量与其质量之比，是基本粒子（例如，电子）的重要参数数。测定荷质比是研究带电粒子（例如，电子）结构的重要方法。荷质比将随粒子能量的增加而 相应地减小。%*/=（_匕,*/）*乜=匕*已3）=（匕*%）*月*%=%,*月*%二（匕*,）*%*4=叫*立*4，二（一匕*/p）*Cf）+q2）*4=（匕,*4）*（+（匕*./；,）*力*。2）/力）*即；绝对荷质比，可表达为：相对荷质比，可表达为：/“;四*%/*O其中，%=（5*力），电子的单元电荷，量纲，-LX3）r（T）；c,最大的信号速度，量纲，P,普朗克长度,量纲，1/（1）r（0）；匕，普朗克空间（最小的空间荷），量纲，丁（0）；3,普朗克频率，量纲，r（o）r（-i）；匕，电子内禀的空间荷（与电子的半径有关），量纲，厂（3）丁（0）；E,电子内禀的一维空间速度（内禀的声速），量纲，r（i）T7-i）；fep,电子的普朗克频率，量纲，LXO）TX-L）；,电子的普朗克波长,量纲，L（1）丁（0）;叫J电子的普朗克质量，量纲，I/（3）TX-L）；力,电子的相对频率，量纲，r（o）r（-i）；%,电子的相对波长,量纲,L（1）T（O）;me,电子的相对质量，量纲，厂（3）丁（0）*厂（0）丁（-1）；Q,信号速度（X轴分量）,量纲，r（i）r（-i）；J,信号速度（y轴分量），量纲,LXl）TX-l）k；2。,电通量,量纲,L73）T7-2）;（。,/%）*4,磁通量，量纲，门3）/（-1）；力，背景空间频率，量纲，L（0）T（-l）o法拉第效应（法拉第旋转，磁致旋光）是一种磁光效应，是在介质内光波与磁场的一种相互作 用。具体来说，法拉第效应将造成偏振平面的旋转，这旋转与磁场朝着光波传播方向的分量呈 线性正比例关系。换句话说，法拉第效应是磁场引起介质折射率变化，从而产生的旋光现象。光在磁场的作 用下；通过介质时，光波偏振面转过的角度（磁致旋光角）与光在介质中通过的长度（L）及介 质中磁感应强度（B）在光传播方向上的分量B成正比，可表达为：61=v*.其中，,光波偏振面转过的角度，量纲，LO）TXO）；费尔德常数（表征物质的磁光特性），量纲，L7-2）T（1）;b,介质中磁感应强度，量纲，L7i）r（-i）；L,介质中通过的长度,量纲，1/T0）。对于光子（内禀的横波属性）来说，可表达为：Vp*C3=/i*C=Vp*C*C2=Vp*fy*入y*cos（n*t+4）*C2=（Vp*fy）*2R*cos（n*t+4）*C2=（VP*fy）*2R*cos（fy*t+4）*房*祭.1拉格朗日量的逻辑拉格朗日量（拉氏量）具有对称性，这意味着，以某种特定方式转动（或移动）时，其并不会 发生改变。拉格朗日量（拉氏量）的对称性很重要，利用其对称性可构造守恒量。物理学的守恒量是保持不变的可观测物理量。能量守恒是时间平移对称性的结果，时间平 移不变性意味着拉格朗日量（拉氏量）本身不显含时间。拉格朗日量（拉氏量）的本质就是 该孤立量子体系的能量。这意味着，如果一个孤立量子体系统的背景不随时间改变，则该孤立量子体系统的总能量 将不随时间改变。同样的道理，一个系统具有旋转对称性，就可得到角动量守恒。量子力学系统对称性与量 子角动量守恒相对应；电子的电荷及自旋守恒体现了电子所遵循的对称性。根据量子三维常数理论，对于一个粒子（由荷及相应的场组成）来说，假如该粒子由N个 基本粒子组成，则可表达为：K也=M*）*匕*/=匕*叩*D*%=4,*%*%=%*%；及，=匕*九*匕=匕*丁。其尔，匕，该粒子的空间荷（内禀的三维空间），量纲，i/（3）r（o）；D,该粒子的内禀一维空间速度（内禀的声速），量纲，LX1）TX-L）；，该粒子的内禀三维空间速度,量纲，r（3）r（-3）;fnp,该粒子的普朗克频率，量纲，厂（0）丁（-1）；叩,该粒子的普朗克波长，量纲，厂（1）r（0）；m叩，该粒子的普朗克质量,量纲,L（3）T7-1）;叩,该粒子的普朗克能量,量纲，!/（子丁/（-2）；T,该粒子的温度，量纲，L72）T7-3）o这意味着物质的量纲可表达为：（）*7A（m）*A（6 ）*TA（3+m）,其中，r（）*TA（m）物质的荷，具有信号速度；LA（6-n）*TA（-3+m）物质的场，超距。假设该粒子的空间荷（匕），在预先确定的时间点4及%2之间进行演化。则可通过绘制 一条在空间中延伸的路径来表达粒子的空间荷（匕）演化过程，从时间乙开始，到时间,2 结束。f*,2）如果从该粒子温度场（，叩）的角度来看，则类似于一个热力图随着时间慢慢演化的 过程。通过该粒子的空间荷（匕）及相应的温度场（/袱*匕）的属性，拉氏量（动能和势能 之差）在任何时间点都可给出一个确定的量（不随参考系的改变而改变）。显然，拉氏量（动 能与势能之差）不随坐标的选择而改变。例如，如果已知一个拉氏量，可计算拉氏量在两个时间点之间的积分（作用量）；拉氏量 从G到今之间的总积分就称为作用量（S力）。可表达为：M Sh=L（x,x）atJ,其中，S力，作用量,量纲，1/（3）堵（0）*L（2）丁（-2）；“%”），拉氏量，量纲，L3）（T）*LX2）TX-2）；x,粒子在空间中的位置，量纲，1/丁（0）；%,粒子位置随时间的变化率，量纲，L-（1）T7-1）；%,起始时间，量纲，r（o）r（i）；优 终结时间，量纲,L（0）T（l）o这意味着，粒子具有一种惯性，总是选择最短时间到达终点。值得一提的是，作用量最小的路径就是最佳路径。使作用量取极小值的行为就是最小作用 量原理，可表达为：d（dL）_ 3Ldt dx dx,其中，拉氏量,量纲，氏量3）T-L）*I/（2）T-2）；%,粒子在空间中的位置，量纲，LX1）TO）；%,粒子位置随时间的变化率，量纲，L-（1）T7-1）；t,时间，量纲，r（o）r（i）；根据量子三维常数理论，拉氏量从位置（M）到位置（2）之间的总积分被称为量子三维常数作用量（”）。可表达为：尸。H=L（x,x）dxJ x;其中，H”,量子三维常数作用量，量纲，1/（3）r（0）*1/（3）/（-3）,或，厂（3）厂（-l）*LX3）TX-2）,或，厂（3）厂（-1）*厂（2）丁（-2）*厂（1）丁（0）；以羽）,拉氏量，量纲，1/（3）丁（-1）*1/（2）丁（-2）；%,粒子在空间中的位置，量纲，!/子（0）；%,粒子位置随时间的变化率，量纲，L（l）T（-l）o 从另一个角度来看，8,其中，“%“），拉氏量，量纲，LX3）（T）*LX2）TX-2）；比,量子三维常数作用量，量纲，1/（3）TX0）*!/（3）r（-3）,或，（3）丁（7）*1/（3）丁（-2）,或，厂（3）厂（-1）*厂（2）丁（-2）*厂（1）丁（0）；%,粒子在空间中的位置，量纲，LX1）TO）；X,粒子位置随时间的变化率，量纲，L（l）T7-l）o这意味着，粒子具有一种惯性，总是选择不改变本身能量到达终点的路径（相当于用最短 时间到达终点）。在导线中，由众多的自由电子构成的一个整体就称为电子气。而，电子气中的声速就是电 流。电能量是指电流在导体中传输，一方面使电荷在平衡位置附近往复运动，产生电动能；另 一方面，电子气产生了压缩及膨胀的疏密过程，使电子气具有形变的势能。而这两部分能量 之和就是由于电压使电子气具有的电能量。换句话说，由于电流而引起的导电介质能量的增量就称为电能；电流传输过程中，电子振 动引起的能量变化就电动能；电流传输过程中，电子气形变引起的能量变化就电势能。根据量子三维常数理论，Eg-Ee/v=（Eek+吗,）/V=（1/2）*Pe*E?+（1/2）（切,）2/（*尺：）=a/2）*/+（1/2）（y/g*C）;E/，电能量密度，量纲,r（2）r（-3）；乙，电子气的总电能，量纲，r（3）T-（-i）*r（2）r（-2）;V,电子气的总体积,量纲，1/丁（0）；Eek,电子气的总动能，量纲，厂（3）丁（-1）*1/（2）丁（-2）；%,电子气的总势能,量纲，LX3）TX-1）*LX1）TX-2）*厂（1）丁（0）；Pe,电荷密度，量纲，C（O）T7-l）；D x,电子气的声速，量纲，LX1）TX-O；I,电流，量纲,L（1）T7-1）；V”,电荷的速度,量纲，r（i）r（-i）；Pe,电子气的压强，量纲，L（2）T（-3）0变换参考系时一，根据变换的方式不同可分为如下时空；伽利略时空，闵可夫斯基时空及欧儿 里得时空。第一类，伽利略时空伽利略时空的参照系变换是沿着直线的旋转，所以横轴时间（t）保持不变，事件之间的时 间及距离与参照系无关。伽利略变换的核心是假设时间及空间是绝对的；时间及空间相互之间是完全独立的；时间 保持均匀流逝，而空间均匀分布（具有各向同性）。伽利略变换是经典力学的核心逻辑。该理论认为空间具有独立性，与在其中物体的运动无 关，而时间是均匀流逝的（线性的）。所谓绝对是指长度的量度及时间的量度均与参考系的运动（或参考系的选择）无关。根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子体系相互之间体 现为相对纵波属性，就属于伽利略时空。According to the q ua ntum three-dimensiona l consta nt theory,for two isola ted q ua ntum sy stems,if the two isola ted q ua ntum sy stems ma nifest rela tive long itudina l wa ve properties to ea ch other,they belong to Ga lilea n spa ce-time.第二类，闵可夫斯基时空闵可夫斯基时空（闵可夫斯基空间）的参照系变换是沿着双曲线的旋转（保持不变），时 间间隔（包括方向）与参照系有关。狭义相对论（闵可夫斯基时空）中的时空观，是指空间及时间遵从洛伦兹变换；长度及时 间的量度都与参考系的速度有关。闵可夫斯基空间具有如下属性:任意两个时间向量不可能相互正交；任意一个时间向量都不 可能正交于一个光向量;两个光向量正交的充分必要条件是它们线性相关.根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子体系相互之间体 现为部分相对横波属性及部分相对纵波属性，就属于闵可夫斯基时空CAccording to the q ua ntum three-dimensiona l consta nt theory,for two isola ted q ua ntum sy stems,if the two isola ted q ua ntum sy stems ha ve pa rtia l rela tive shea r wa ve properties a nd pa rtia l rela tive long itudina l wa ve properties,they belong to Minkowski spa ce-time.第三类，欧几里得时空欧几里得时空（希尔伯特空间）的参照系变换是沿着圆的旋转（保持不变），时间间隔（包 括方向）与参照系有关。该数学空间可被扩展到任何有限维度，即，n维欧几里得空间（有限维实内积空间）。欧几里得空间（希尔伯特空间）简称为欧氏空间（平直空间）的定义，设V是实数域R上的 线性空间（向量空间），假如V上定义着正定对称双线性型g（内积），则V称为（对于g的）内 积空间或欧几里德空间（有时仅当V是有限维时，才称为欧儿里德空间）。根据量子三维常数理论，对于两个孤立量子体系来说，如果两个孤立量子体系相互之间体 现为相对横波属性，就属于欧几里得空间（希尔伯特空间）。According to the q ua ntum three-dimensiona l consta nt theory,for two isola ted q ua ntum sy stems,if the two isola ted q ua ntum sy stems ma nifest rela tive shea r wa ve properties to ea ch other,they belong to Euclidea n spa ce（Hilbert spa ce）.总之，2个时空都具有各自的参照系不变量（几何学家将该不变量作为距离的定义）；显然，基 于距离的儿何学分析，就与参照系没有关系了。I n short,AH three spa ce-times ha ve their own reference fra me inva ria nts（g eometers use this inva ria nt a s the definition of dista nce）;obviously,the g eometric a na ly sis ba sed on dista nce ha s nothing to do with the reference fra me.假如，一个已知属性的入射粒子（A）向另一个靶粒子（B）入射，经过相互作用（非接触 力）又向远方离去；显然，经过碰撞后，该粒子（A）将偏离原来的入射方向。连续不断射来的粒子（与A粒子具有相同属性）向不同方向散射出去。在散射过程中，入 射粒子（A）的能量是确定的，粒子（A）散射后的角度分布与靶粒子（B）之间的属性，17,有关；U,决定了靶粒子（B）属性及结构。值得注意的是，入射粒子（A）与靶粒子（B）仅仅交换动能，而内部结构状态保持不变，则属于弹性散射。假如，内部结构状态发生变化，则属于非弹性散射。假如，靶粒子（B）的质量远大于入射粒子（A）的质量，则靶粒子（B）就称为散射中心。可通过散射截面，散射振幅及相移等物理学量揭示散射的内涵。根据牛顿万有引力定律，万有引力定律所表达的引力是一种超距作用。根据量子三维常数理论，孤立量子体系（物体）是由质量及相应的质量场组成的。物体的质量,量纲，量纲，（3）丁（-1）,体现为信号速度。物体的质量场，量纲,L（3）T7-2）,体现为超距。显然，物体之间通过质量场联系；因此，万有引力是超距作用。这意味着，物体之间具有信号速度及超距二象性。法拉第认为，形成场的磁力线是空间的物理状况；通过布满于空间的磁力线，作用力可建 立起一个物体与另一个物体的联系。麦克斯韦方程组，将电场，磁场，电荷及电流等物理量 建立了相互之间的联系。根据量子三维常数理论，电子是由电荷及相应的电场组成的。电子的电荷，量纲，量纲，-1/（3）TX-L）,体现为信号速度。电子的电场,量纲，L（3）T7-2）,体现为超距。内禀自旋的电子是由磁荷及相应的磁场组成的。内禀自旋电子的磁荷，量纲，量纲，（3）丁（-2）,体现为信号速度。内禀自旋电子的磁场，量纲，L-（3）T7-1）,体现为超距。电流与电荷的运动有关；换句说，电流是众多电子组成的电子气中的声速（体现为信号速度），量纲,厂（1）丁（-1）。这意味着，电荷（或磁荷）之间具有信号速度及超距二象性。值得一提的是，光子是由空间荷及相应的能量一动量张量组成的。空间荷的量纲，量纲，（3）丁（0）,体现为信号速度。能量一动量张量，量纲，r（3）T-（-3）,体现为超距。这意味着，光子具有信号速度及超距二象性。爱因斯坦对光电效应给出了解释，这意味着，电磁辐射是以光量子（粒子）的形式存在。玻尔提出了表达原子结构的波尔模型，认为，电子在原子中所具有的能量并不是一个连续 的值（限制在一系列离散的特殊能量值上）。德布罗意提出波粒二象性假说，即，微观粒子在不同情况下会分别呈现波及粒子的性质。成功地解释了先前无法解释的实验结果。根据量子三维常数理论，其实质就是电子可通过吸收光子成为激发态电子;而激发态电子也 可辐射光子，成为基态电子。这意味着，物质是量子化的，量纲，*!?（3）（-2）,或，*!/（3）r（-3）。然后，德布罗意，海森堡，玻恩，薛定青及狄拉克及泡利等人的贡献，量子理论被发展成 为一套自洽的理论。安德森在宇宙射线中发现了正电子存在的证据。只要有足够能量（例如吸收光子），就可 以产生一对电子和正电子；电子和正电子还可以互相湮灭，产生光子。可表达为：+*L（3）T（-2）+-*L（3）T（-2）=*tr（3）T7-2）+*r（3）r（-2）斯蒂克尔堡发展出一套完整的重整化程序。费曼及惠勒提出以粒子间的超距作用作为相互 作用的原理。兰姆测量出氢原子能级之间的细微差异（兰姆位移）。杨振宁对局域对称性进 行推广，建立了非阿贝尔规范场论。格拉肖利用规范场论，建立了一个统合电磁相互作用和 弱相互作用的理论。希格斯提出，杨-米尔斯理论中的规范对称性是可被破坏的，使得原本 无质量的规范玻色子获得质量（自发对称破缺机制）。格罗斯等证明非阿贝尔规范场论具有 渐进自由特性。施瓦茨提出了弦理论（具有共形对称性的二维量子场论）。进一步，揭示了 物质具有波粒二象性。总之，经典场是在时间及空间上定义的函数。量子场论用正则量子化及路径积分表达（揭 示了量子场论原理）。量子场论将粒子视为更基础的场上的激发态（量子），而粒子之间的相互作用则是以相应 的场之间的交互项表达。根据量子三维常数理论，物质是由荷（例如，空间荷，质量荷，电荷，磁荷等）及相应的 场（能量-动量张量，质量场，电场，磁场等）组成的。物质的量纲，*l/（6-n）（-3+m）。值得一提的是，能量是物质的属性之一，能量的量纲是，*1/（2）厂（-2）,或，*1/（2）TX-3）在经典物理学中，可用质点位置及动量来表达宏观质点的状态。而，微观粒子具有明显的 波粒二象性；因此，量子力学中，采用波函数表达微观系统状态。波函数（具有复函数属性）是空间及时间的函数。不受外力作用（匀速运动或静止）的粒 子就是自由粒子。自由粒子（匀速运动状态）的波函数（”）可表达为：-pr-（-Et）-（pr-Et）A*eh*e 力=A*eh.其中，A,自由粒子（静止状态粒子）的波函数，量纲，*1/EL73）（-3）,或，1/（一 3）*3）；力，普朗克常数，量纲，*4（2）厂（-2）；。,动量，量纲，*1/（1）/了，位移，量纲,L71）T（0）;E,能量，量纲，*r（2）r（-2）Lr（o）T（i）；体现粒子性，量纲，；（-Et）e,体现波动性,量纲,L（0）T（0）L72)T7-3),或，量纲，1/(3)T0);，气体的物质的量(mol)。量纲，厂(0)丁(0);T,体系温度(从热力学角度)，量纲，L72)T7-3),或，量纲，*!/(2)丁(-2)/!/(3)丁(0);R,普适气体恒量,量纲，。值得一提的是，当气体的体积保持不变时，气体的压强与气体的温度体现为线性关系，可表达为：.=鸟*(1+尸*T)其中，p0,在0C时的压强，力学角度(单位面积受到的压力)，量纲，L(2)T7-3),或，量纲，*LX1)丁(-2)L72)r(0)L-(2)T7-3),或，量纲，*1/(2)丁(-2)/1/(3)r(0)|;B,气体的膨胀系数，量纲，lxo)txo)值得注意是，对于理想气体来说，B与气体种类及温度范围无关，并且，6=1/273；显然，对于理想气体来说，可表达为：P=4*(l+T/273)O这意味着，在气体的温度(T)达到，273。时；气体的压强(P)将变为零，此时，气体分子的运动已停止(绝对零度)。这意味着，气体的膨胀系数(/)与相对论因子(洛伦兹因子)，C 1V=-.二 丫 c2,具有内在联系。从广义的角度来看，膨胀(或收缩)都与相对论因子(洛伦兹因子)具有内在联系。从另一个角度来看，租*,(2)=0*y=O温度是表达物体冷热程度的物理学量。每一个分子都具有温度；而从分子运动论观点来看,温度与物体分子运动的平均动能有关。温度体现为大量分子热运动的集体表现(统计概念兀 从微观上来看，物体体现了分子热运动的剧烈程度。温度可通过物体随温度变化的某些特 性来间接测量。用来量度物体温度数值的标尺就称为温标。温标规定了温度的读数起点(零点)及测量温 度的基本单位。常见有，热力学温标(K),华氏温标(F)及摄氏温标()o第一类，光子的温度对于一个光子来说，可表达为：*C3=*c=*y)*2=(Vp*/)*C2*2=w*C2*2=(匕,*团*(。2*/)=(匕*X)*T=Ek其中，匕，光子的内禀空间(空间荷)，普朗克空间，量纲，；C,最大的信号速度(光子内禀的一维空间速度)，量纲，LA(1)TA(-1);力,光子的普朗克常数，量纲，*LA(2)TA(-2)LA(O)TA(-1)LA(1)TA(O);m,光子的相对质量，量纲，*LA(O)T-1)LA(2)TA(-3);Ek,光子的能量,量纲，*LN2)TA(-2)LA(2)TA(-3);k=vP,波尔兹曼常数,量纲,o值得一提的是，光子的最大温度(丁)是普朗克温度(9)：TP=(匕*/)*。2*%/(匕*?)=%*。2*(/(匕*4)=/C2oTp,光子的普朗克温度，量纲，;,光子的普朗克频率，量纲，;p,光子的普朗克波长，量纲，;p,光子的普朗克质量，量纲，,第二类，电子的温度对于一个电子来说，可表达为：(-匕*力)*。2*(二匕*D=*D=(%e*/)*4=(匕*力)*P=也*d受匕乜/田加=“*4)*；5/；其中，匕，电子的内禀空间(空间荷)，量纲，;匕,电子内禀的一维空间速度,量纲，LA(1)TA(-1);力e,电子的普朗克常数，量纲，*LA(2)TN-2)LA(O)TA(-1)LA(1)TA(O);叫,电子的相对质量，量纲，*1_八(0)(-1)LA(2)TA(-3);Eke,电子的能量，量纲，*LA(2)TA(-2)r(2)TA(-3)o值得一提的是，电子的最大温度(I)就是电子的普朗克温度(4。)：Tep=(匕*%)*d*%/(%*%)=%*匕*%/(匕*%)=fep*匕;3，电子的普朗克温度，量纲，;,电子的普朗克频率，量纲，;ep,电子的普朗克波长，量纲，;ep,电子的普朗克质量，量纲，0第三类，孤立量子体系的温度对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系(例如，原子，或，分子等)来说，可表达为：匕*%3)=方*匕=氏*，)*4=(匕*.力万月*%=/%*匕=(匕*4)*仅*力=(匕*4)*Z=%*4=N*匕*。3.其中，匕，孤立量子体系内禀的空间(空间荷)，量纲，;匕，孤立量子体系内禀的一维空间速度，量纲，LA(1)TA(-1);”,孤立量子体系的普朗克常数，量纲，*LA(2)TA(-2)LA(O)TA(-1)LA(1)TA(O);机，孤立量子体系的相对质量,量纲，*La(0)Ta(-1)LA(2)TA(-3)*LN2)TN-2)LA(2)TA(-3)o值得一提的是，该孤立量子体系的最大温度()就是该孤立量子体系的普朗克温度)：%=(匕*)*匕*%/(匕*%)=何叩*号2)*%/(%*%)=九*年；其中，T叩，孤立量子体系的普朗克温度，量纲，;九，孤立量子体系的普朗克频率，量纲，;”,孤立量子体系的普朗克波长，量纲，；np,孤立量子体系的普朗克质量，量纲，;任何物体都具有不断辐射，吸收及反射电磁波(光子)的性质。辐射出去的电磁波(光子)具有一定的频谱分布；而该频谱谱分布与物体本身的特性及其温度有关，可称之为热辐射。在任何条件下，对任何波长的外来辐射都完全吸收，而且无任何反射的物体，就称为黑体(吸收比为100%的物体)。理想黑体可吸收所有照射到其表面的电磁辐射，并将该辐射转化为热辐射；其光谱特征仅 与该黑体的温度有关，而与黑体的材质无关。普朗克黑体辐射定律(普朗克定律或黑体辐射定律)表达，在任意温度(T)下，从一个黑 体中发射出的电磁辐射的辐射率与频率之间的联系。普朗克定理可写做能量密度频谱的形式，可表达为：81*力*/1八 J，1）e（力*妙7）_其中，/(/)，指单位频率在单位体积内的能量，量纲，LA(2)TA(-2)LA(0)TA(-l)LA(2)TA(-3)力，光子的普朗克常数，量纲，*(2)TN-2)LA(1)TA(-1);k=Vp,波尔兹曼常数，量纲，；Vp,光子的内禀空间(空间荷)，普朗克空间，量纲，;%,黑体中辐射出的光子的波长，量纲，LA(l)TA(0)LA(l)TA(-3)o值得注意是，黑体的温度(T)是孤立量子体系(N个基本粒子组成)的温度(体现为统计 属性)。黑体中辐射出的光子频率(/)体现了该光子(本身)的温度是,O这意味着，黑体的温度(T)与黑体中辐射出的光子温度(/。)的内涵有所不同。3信息的内涵信息的作用就是消除大家对事物了解的不确定性。任何信息都存在冗余，而冗余的大小与 信息的每一个符号出现的概率及理想形态有关。根据大数定理，满足一定条件(这件事重复的次数足够多)情况下；则，只要有可能出现 的事件就一定会出现。在大量的随机事件的重复中，将会出现多次的均衡(出现必然的规律)。相对论因子(洛伦兹因子)是狭义相对论给出的动系相对于静系发生尺缩及钟慢的系数。狭义相对论的两条基本假设：第一条，狭义相对性原理；第二条，光速不变原理。惯性动系与静系的时间及坐标变换方 程组就是洛伦兹变换。这意味着，任何物体的运动速度不可能超过光速；运动的物体在运动 方向的尺寸相对静止时缩短(尺缩效应)；运动的物体所在时空相对静止时空，时间流逝更 慢(钟慢效应)狭义相对论指出，动系相对于静系的尺缩及钟慢的比例因子就是相对论因子(洛伦兹因 子)，可表达为：其中，C,最大的信号速度(真空中的光速)，量纲，LA(1)TA(-1)；匕，动系相对于静系的移动速度，量纲，LA(1)TA(-1)；7,相对论因子(洛伦兹因子)，量纲，LA(0)TA(0)o 对于尺缩效应来说，可表达为:R 2=4*1一,%,对于一把直尺来说，相对于坐标系(K,)是静止时，其长度是，4；体现为直尺静 止时的长度；量纲，(1)(0)。%,相对于坐标系(K)是运动时，其长度是，；从坐标系(K)来看，直尺在运动；体现为运动的直尺变短；量纲，LA(l)TA(0)o对于钟慢效应，可表达为:t=t0;其中,%,静钟时间，量纲，LA(O)TA。t,动钟时间，量纲，LA(0)TA(l)o 对于质量来说，可表达为:,其中，m,相对论性的质量,量纲，LA(3)TA(0)*LA(0)TA(-l)；叫,静止的质量,量纲，*.显然，1 _ _ m _ t恤 tQC y=,提示了狭义相对论的内涵。根据量子三维常数理论，对于光子来说，可表达为：匕*c3=(匕*力,)*02*%=rnp*02*/=mp*02)+c；2)*4=%*cf)+c2-cl2)*4=%*c2)+c2*i-cf)/*4=/%*C2)+C2*(Jl-Cf)/02)(2)*4=mp*C；2)*4+勺*02*Qi_c；2)/c2J2)*2P 二(匕*/)*。2*2=772*02*4显然，%入=fp=tp/t=mlmp，揭示了相对论因子(洛伦兹因子)的内涵。根据量子三维常数理论，对于由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说，可表达为：匕*匕=(K*九)*匕*4叩=%*匕*%=%*畸)+嚎)*%叩=%*嘤+傀欢)*%=%*照+匕*1 _嘤/可*%=7%,*佗？+仅*(JT/片 2)*(，=%*不*时+%,*可)*Q1-町/年产*%二(匕*力)*D*4,=叫*D*4,=N*vjc3其中，匕，孤立量子体系内禀的空间荷，量纲，;D,孤立量子体系能量一动量张量(场属性)，量纲，LA(3)TA(-3);九，孤立量子体系普朗克频率，量纲，;加,孤立量子体系普朗克波长，量纲，;加叩，孤立量子体系普朗克质量,孤立量子体系的切向速度，Vy,孤立量子体系的向心速度，力，孤立量子体系的相对频率，片,孤立量子体系的相对波长，m,孤立量子体系的相对质量，量纲，；量纲，LA(1)TA(-1)LA(1)TA(-1)LA(O)TA(-1)LA(1)TA(O);量纲，*LA(0)TA(-l)p,普朗克空间(最小的空间荷)，量纲，；,最大的信号速度(真空中的光速)，量纲，r(l)T(-l)0 显然，叩=f tnp/tn=/肛w,揭示了相对论因子（洛伦兹因子）的内涵。4,弱等效原理弱等效原理（自由落体的普遍性或伽利略等效原理）是指，在给定的重力场中，所有测试 粒子（在相同时空点）将经历相同的加速度；而与它们的性质及静止质量无关。爱因斯坦等 效原理就是弱等效原理。强等效原理表明引力定律与速度及位置无关。强等效原理表明，重力本质上完全是几何属 性（仅仅度量标准决定重力影响），而没有任何额外的场与之相关联。在一定边界条件下，等效原理才能够成立。对于由N个基本粒子组成的地球（假设是引力物体）来说，可表达为：%*碍3）=（侬*/）*移2）*Anp=mnp*噂2）*小=Wp*皆）nb*Unp*强）=N*%*。；对于由M个基本粒子组成的小铁球（假设被引力物体）来说，可表达为：联*以=%*fmp）*噌幻*Anp=mmp*窿?）*=rnmp*02）/4池*（4mp*Amb）=M*%*C；对于由L个基本粒子组成的小木球（假设是被引力物体）来说，可表达为：力*V）=（%*无p）*甲2）*汨=mlp*+2）*%=皿 p*回/m*（%*“）=L*Vp*C 由于物体的惯性质量与引力质量具有等效性；这意味着，引力物体（例如，地球）的引力 场施加给其它物体（例如，小铁球或小木球）的质量场，片*2即，是完全相同的。显然，片*4”，引力物体（例如，地球）的质量场,量纲，L（3）T7-2）O值得注意的是，虽然，引力物体（例如，地球）的引力场给予其它物体（例如，小铁球或 小木球）的质量场完全相同，但是，引力物体（例如，地球）的引力场给予其它物体（例如，小铁球或小木球）的质量 场强（加速度），则还与被引力物体（例如，小铁球或小木球）的内禀的一维空间速度（内 禀的内部声速）有关。第一种情况，引力物体（例如，地球）的引力场给予被引力物体（小铁球）的质量场强是,俄加n=*加 量纲，L71）T7-2）；其中，Anbm,与被引力物体（小铁球）有关的引力物体（例如，地球）在某点的波长，量纲，L71）T70）o以，小铁球内禀的一维空间速度（内禀的声速），量纲，L71）T7-1）;fn,引力物体（例如，地球）在某点的质量密度，量纲，（o）r（-1）。第二种情况，引力物体（例如，地球）的引力场给予被引力物体（小木球）的质量场强是,02）/；1n屈=%*片，量纲，LXl）TX-2）k；其中，Anbl,与被引力物体（小木球）有关的引力物体（例如，地球）在某点的波长，量纲，L71）T70）;区，小木球内禀的一维空间速度（内禀的声速），量纲，L1）TX-1）；fn,引力物体（例如，地球）在某点的质量密度，量纲，r（o）T7-i）0 换句话说，引力物体（例如，地球）惯性质量与引力质量等效；同时一，被引力物体的属性 相同（例如，都是属性相同的铁球）；则质量场强（加速度）与物体的大小无关。值得一提 的是，质量场强（加速度）与烯有关。这意味着，铁锤及羽毛在月球上，受到月球重力作用时，铁锤及羽毛受到的月球的质量场 是完全一样的，但是，锤子及羽毛受到的月球的加速度则是不一样的。因为，铁锤及羽毛的物质密度有所 不同。物理学常数揭示了物理学的核心本质。例如，万有引力常数是万有引力的核心；真空中的 光速（最大的信号速度）是相对论的核心；而普朗克常数则是量子力学的核心。对于物理学 来说，量子化，背景空间，对称性，因果律及相位因子等是物理学的核心逻辑。而物理学常 数之间具有内在联系。例如，夕普朗克长度（p）可表达为:G4普朗克时间（P）可表达为:彷*GC5普朗克质量（机。）可表达为:历*Cmp=GE普朗克能量（3）可表达为:普朗克温度（）,可表达为：T-q-c2*f f*.1-ip-up-c*/p-九 一g（2）电荷（Qp）可表达为：Qp=Qp=Y（九*C）*（4兀o）=九*C）*（4兀/左）=d（h*C）/G；.（6）E此外，普朗克能量（幼）也可表达为：%=%*，.。通过量纲分析，可知，夕p,普朗克长度，量纲，L/（i）r（o）；Vp=片）,普朗克空间（空间荷），量纲，广（3）丁（0）；tp,普朗克时间，量纲，L（0）丁（1）；/=普朗克频率，量纲，厂（0）丁（-1）；c,最大的信号速度（真空中的光速），普朗克长度，量纲，L（i）r（-i）；力=V*02P,普朗克常数，量纲,Lr（3）T70）*L72）r（-2）oG=l/47reo=fp/47T,万有引力常数，量纲，厂（0）丁（-1）；Tp,或，0p,普朗克温度，量纲，1/（2）丁（-3）；k=Vp,玻尔兹曼常数，量纲，不（3）丁（0）；阳二匕*力，普朗克质量，量纲，Ekp=mP*c=（Vp*/p）*c,普朗克能量，量纲，r（3）r（-i）*L72）r（-2）o 这意味着，宇宙中，一定存在一个更基本物理学常数（量子三维常数），将所有物理学常 数联系起来。不确定性原理允许在全空无一物的空间中随机地产生少许能量；其前提是该能量在短时间 内重归消失。具体来说，产生的能量越大，则该能量存在的时间越短，反之亦然。当测量能量（E）和时间（t）时，测得的能量（E）越准确，其存在的时间（t）就越不确 定；反之，时间（t）知道的越精确，则涨落涉及的能量（E）就越不确定。相互之间的关系遵守一定的原则：EXZt h/2no涨落涉及的能量与其存在的时间之 间的乘积总要满足大于（h/2J i）这个值。将一个带电粒子放在电场中，则该带电粒子会受到力的作用并加速运动。带正电荷的粒子 加速的方向与电场相同；而带负电荷的粒子受到的力的大小与正电荷受到的力的大小相同，但时，方向相反。值得注意的是，带电粒子一旦开始运动，就会受到磁场的影响。具体来说，如果磁场方向 与带电粒子的运动方向垂直，则磁场将会使带点粒子的轨道弯曲成圆形。而，正电粒子与负 电粒子弯曲的方向正好相反（顺时针或逆时针）。粒子加速器的原理，就是根据这两个属性，设计一个合理的结构。从另一个角度来看，粒 子加速器可加速粒子能量。例如，光子在真空中的速度是一样的；但是，不同的光子具有不同的能量。同样的道理，电子在真空中的速度也是一样的；但是，不同的电子具有不同的能量。For example,photons travel the same speed in a vacuum;however,different photons have different energies.By the same token,electrons have the same speed in a vacuum;however,different electrons have different energies.洛伦兹力是指运动于电磁场的带电粒子所受到的力。洛伦兹力方程，可表达为：F=q*E+（q/%）（VxB）其中，月，洛伦兹力，量纲，1/（3）丁（-1）*厂（1）丁（-2）；口,带电粒子的电荷量，量纲，+I/（3）TX-L）；E,电场强度，量纲，L71）r（-2）；P,普朗克长度，量纲，厂（1）（0）；V