电磁场是一种物质吗?它有质量吗?

只要能独立地存在,并对其它物质产生作用,它就必定是物质。电磁场能独立存在于空间里并对存在其中的带电粒子产生作用,所以,它必是一种物质。并且,是物质必有质量,因为,质量

本文最后更新时间:  2023-01-23 02:44:13

谢谢 @科学探索菌 邀答。

本题的主要纠结是:质量与能量究竟是不是各自独立守恒?

经典物理说“场是一种特殊物质”只是模糊定性。以下结合前沿物理,谈点个人意见。

场——诸如引力场、电磁场、核力场、热力场——如果是物质,就该可以测出其质量。可迄今未见实验数据,这使我们十分困惑。

问题是:我们并未给出场的精准定义。场究竟是什么样的物质呢?笔者认为:

场是不含费米子的真空介质,或者,场是充满光子的空间区域。介子可以是光子聚合体。

根据原子光谱的精细结构,可以推定,现实空间是充满多种频率的光子空间。

场的量子化单元叫场量子,或简化为光子,可模拟为球形漩涡体。光子体积近似为球体积:V=4.2r³...(1)。光子半径:r=λ/2π...(3)。

根据麦克斯韦方程:c=1/√ε0μ0...(4),光子以光速自旋与震荡。

根据:c=λf...(5),结合公式(3),可推得:c=2πrf...(6),可知:光子半径与频率成反比。

伽玛光子,频高波短体积小,有强穿透性。例如波长λ=2.42皮米,光子半径r=0.39皮米。

而最小频率f=1赫兹的光子波长λ=30万千米,半径特大:r=4.8万千米。

由于无法测量光子质量,光子也不参与质量统计,根据湮灭方程:±e↹±γ...(7),不妨公设以下几个定理:

定理1:光子的质量是负质量,绝对值恒等于电子质量,即:1γ=-0.911e-30[kg]...(8)。

定理2:光子能量是变量,与频率成正比,即:Eγ=hf...(9),式中,h是普朗克常数。

定理3:各种能量,如结合能、电磁能,都是光子(正)能量的倍数,即:E=nEγ...(10)。

定理1旨在满足超对称理论:费米子实体的质量≡玻色子空间的负质量,由此可计算粒子或天体的引力场半径。为减少篇幅,恕不举例,

定理3旨在消除质量亏损的困惑。例如,在核聚变“氘原子+氚原子→氦原子+中子”方程中,p代表质子,n代表中子,·代表核子之间的结合能,| 代表分裂。

方程左边:D(p·n)+T(p·n·n),

方程右边:He(p·n·p·n,3.52)+n(14.06)

在高温高压下,整个反应由“核裂变+核聚变”构成。

氚原子T=p·n·n裂变为p·n | n,分裂出1个n,氚释放3.52+14.06=17.58MeV结合能。

然后核聚变生产出氦原子:He=p·n·p·n。其中的能量分配:3.52MeV,作为氦核的结合能,14.06 MeV,作为核反应的放热能。

显然:方程两边的质量与能量分别守恒。

小结:场是真空场介质。场的量子化单元是光子。光子有固定负质量与变化正能量。费米子之间的空间皆可折换成光子。

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