MSae单位制在应用物理基础研究中的作用

时间:2022-12-05 15:00:10 浏览量:

摘 要 频率是基本的物理量。使用频率 次/秒 替代能量,使用( 次/秒)/c2即秒/米2替代质量,使用区分正反性(即电的正负性)的基本费米子个数e表示电量,建立一种单位制,可称为MSae(即米秒次e)单位制。MSae单位制与国际单位制是完全吻合的。MSae单位制将波的要素频率、波速、波长、波幅直接显示在对物理现象分析的现场,能够为应用物理基础研究提供一种新的工具。

关键词 物理学;频率;MSae单位制

中图分类号O4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)109-0122-05

笔者的一篇论文《频率直接替代能量在物理公式中应用 (Msae单位制)》发表在《科技传播》2013年9月(上)(第17期),现对MSae单位制在应用物理基础研究中的作用,谈谈自己的不成熟见解。

1 MSae单位制简述

笔者认为,频率是基本的物理量。使用频率(次/秒)替代能量(焦耳),使用基本费米子个数即基本电量(e)替代电量(库仑),可以换算成一个全新的然而是极其简单的物理单位体系。这个单位体系与国际单位制完全吻合,可称为MSae单位制(即米秒次e单位制)。

1.1 MSae单位制的基本单位设为4个

长度单位:米,m,为真空光子每秒运行距离的299792458分之一,与国际单位制相同;

时间单位:秒,s,为133Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期所持续的时间,与国际单位制相同;

振动单位:次,a, 即一个波动。由于描述的物理现象的基础是波动,一个波动周期是360o即2π弧度,因此振动单位次又承担了对角度描述的功能;

电量单位:基本电量,e,即区分正负性的基本费米子个数(如一个质子或者一个电子),取值只能是正整数、负整数和零,国际单位制中的1库仑电量 = 6.241506363×1018e。

由于MSae单位制对同一量纲只设置唯一的单位,因此本文直接以基本单位(即米秒次e)表示量纲,以基本单位的组合作为推导的物理单位,且使用中文表示以便增加文章的可读性。如,MSae单位制中力的量纲为 次秒-1米-1,单位为(次/秒)/米 ;又如电势的量纲为 次秒-1e-1,单位为 (次/秒)/ e。

1.2量子的波动有玻色波和费米波两种形式

玻色波的波动中心朝一个方向移动,速率是光速,费米波的波动中心在一定区间往返振动,速率也是光速。纯粹的玻色波是光子,纯粹的费米波是静止的实物粒子,运动的实物粒子同时含有玻色波分量和费米波分量。可以使用一个直角三角形描述量子的频率(相当于能量、质量)、速率和波密度(波长的倒数,相当于不考虑矢量的动量),因此应用于高速状态下的物理计算时必须使用狭义相对论变换公式。

1.3 MSae单位制与国际单位制换算

MSae单位制与国际单位制之间的衔接点有两个:一是具有人为规定性的频率与能量的转换率,即国际单位制中的普朗克常数h = 6.626075×10-34焦·秒,[单位可改写为焦 / (次/秒)] 1焦能量相当 1.509189075×1033次/秒;二是同样是具有人为规定性的库仑与基本电量的转换率,1库仑电量 = 6.241506363×1018e 。只要使用上述 “常数”对物理单位进行换算,都可以轻易地得到MSae单位制的单位。

下面列出一些常用物理量的MSae单位制表示,以及与国际单位制的换算:

光速常数c = 2.99792458×108,米/秒。

频率(能量)单位:次/秒。

根据普朗克常数h = 6.626075×10-34焦·秒

1焦能量相当 1.509189075×1033次/秒

1次/秒=6.626075×10-34焦

1eV(电子伏)能量相当2.41798852× 1014 ( 次/秒)

1次/秒=4.1356689×10-15eV

质量单位:次秒/米2。

根据爱因斯坦质能相关公式

1千克质量相当于能量:(2.99792458×108)2焦

1千克质量相当于频率:1.3563914968×1050次/秒

换算成MSae单位制的质量:1.509189075×1033次秒/米2。

波密度(动量)单位:次/米。

1千克·米/秒=1.509189075×1033次/米

力的单位:(次/秒)/米。

1牛= 1.509189075×1033(次/秒)/米

力矩单位:次/秒。

1牛米=1.509189075×1033次/秒

动量矩单位: 次。

1(千克·米/秒)米=1.509189075×1033次

基本电量:e。即基本费米子个数。(区分正反性,正负性)

1库仑电量=6.241506363×1018e

精细结构常数a=0.00729735308,传统理论设为无量纲数,MSae单位制设定单位为:次/e2。与电阻单位相同。

真空电容率=1/(2ac)e2/(米/秒),(a为精细结构常数,c为光速,当式子后面带有总的单位时,a、c为纯数值不带单位,下同,不再说明) 。

真空磁导率=1/(c2)=2a/c秒/(e2米)。

电通量:(米/秒)/e。一个带电1e的量子在真空中电通量:

==2ac(米/秒)/e。由此可见一定电量总是伴随着一定的电通量,电通量是电量的另一种表达形式。

电势单位:( 次/秒)/e。

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