地球磁旋力测定仪的制作方法

专利名称：地球磁旋力测定仪的制作方法
技术领域：
本新型涉及物理仪器技术，特别是地球磁旋力测定仪。
背景技术：
现有物理仪器对地球磁旋力的测定始见于中国专利一种力的测定装置，申请号为98106802·2，虽然能测得地球磁旋力的存在，但是，由于它的结构体积太大而难以建造和安装，例如其管长达100～1000公里，半径达100～1000米，不容易推广应用。

发明内容
本新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种结构体积较小、容易推广应用的地球磁旋力测定仪。
本新型目的是这样实现的结构由东向管、气箱、西向管、东西端测定仪组成，气箱容积为1000～10000立方米，两管长度均为100～1000米，半径为0.1～1米，两管的一端分别与气箱的东侧面和西侧面连通，另一端分别配合一组测定仪。该测定仪为现有的气体密度测定仪。管腔和气箱内充有大气气体、气压与外界大气一致，但呈密封状态。采用现有相应技术安装来保证东西端测定仪能测定该端管内气体密度。
第二实施例由直管、玻璃罩、指针、摆锤、摆杆、支点支承、支点轴、罩支承、刻度盘组成。
第三实施例由箱体、气球、指针、刻度盘组成。
本新型的优点是结构体积较小，宜推广应用等。特别适用于地球磁旋力的测定及其教学、宇宙暗环境监测。


本新型由以下实施例及其附图给出图1为本新型原型实施例示意简图；
图2为第二实施例示意简图；图3为图2的A向示意简图；图4为另一实施例的示意简图；图5为磁旋力的二重力示意图。
图6为太阳与行星之间的距离和行星公转速度的关系曲线。
图7为木星与其卫星之间距离和卫星绕木星公转速度的关系曲线。
图8为土星与其星之间距离和卫星绕土星公转速度的关系曲线。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本新型的结构细节和工作情况。
本新型由西向管2、气箱3、东向管4、西端测定仪1、东端测定仪5组成。管2、4的一端分别与气箱3的东侧面和西侧面连通；管2的西端配合西端测定仪1，管4的东端配合东端测定仪5。管2、4、气箱3内充有大气气体、呈密封状态；管2、4的长度为100～1000米、半径为0.1～1米，气箱3容积为1000～10000立方米。管2、4、气箱3内的初始气压与大气气压相同。各测定仪1、5均采用现有气体密度测定仪，保证能测出微小的气体密度的变化和差异。工作时，由于地球磁旋力作用于管2、4、气箱3内的气体，使气体向东向管4的东端聚集而导致该端气体密度变大，被东端测定仪5测出，而西向管2的西端同时出现气体密度变小而被西端测定仪1测出。见图1。
第二实施例是由直管10、玻璃罩7、指针9、刻度盘8、摆锤14、摆杆12、支点支承17、支点轴6、罩支承18组成。直管10插于地面11土中并与水平面垂直，长度为2000～8000米、半径0.1～0.5米，上端连接罩支承18，密封地配合玻璃罩7，刻度盘8垂直连接罩支承18的上表面并位于罩7内。直管10上端管壁内侧面连接的支点支承17与支点轴6配合，支点轴6中部对称处连接指针9和摆杆12、摆杆12下端连接摆锤14，支点轴6作南北方向或经向放置。摆锤14采用现有的气球或轻质球，重量为10～100克，直径为0.05～0.5米，摆杆12重量为10～50克。采用激光技术对摆锤14及摆杆12作与水平面的垂直性定位，使其在初始位置保持与水平面垂直。管腔13内充有大气气体，其气压与大气相同。采用现有技术保证摆杆12在微小作用力作用下可作X、Y或向东向西方向摆动。见图2、3。工作时由于地球磁旋力作用于摆锤14和摆杆12，而使它们作X方向或向东摆动，引起指针9作Y方向或向西摆动而指示出刻度盘8上相应的数值。
第三实施例是在上述第二实施例的基础上，增加下指针16、摄像机镜头15、电脑20、电线19。下指针16连接摆锤14的下端对称处，摄像机镜头15安装在直管10下端内位于北或南的侧面并对应着下指针16，同时安装灯光，镜头上刻有刻度，该镜头15通过电线19连接电脑20，可采用现有电脑图文信息处理系统及其影像技术。还包括采用相应的现有显微放大技术，保证下指针16出现微小摆动时也能显示出来。工作时，地球磁旋力使摆锤14和下指针16作向东或X方向摆动，摄像机镜头15在灯光照明下摄取其图像信息，经电线19传送到电脑20的显示器上显示出来。见图3。
第四实施例是由气球23、箱体26、定位臂24、29、指针25、刻度盘27、支承架21、牵引线22组成，气球23的半径为10～50米，箱体26为长方体形，长度为200米、高度为50～120米、宽度为25～110米，作纬向放置，其内充有大气气体，呈密封状态，初始气压与大气气压一致；气球23位于其内的中部，球内充有氢气与大气的混合气体，保证气球23漂浮于箱内气体中不会上升和下降，采用现有相应技术制成。气球23下部对称处连接指针25，与刻度盘27配合；支承架21配合于箱体26内上侧面或下侧面中部，两端由轴和轴支承连接方式分别配合定位臂24、29、臂上有抱爪28，可抱住气球23，保证臂24、29可作M、N方向及其复位的活动。在气球23顶部或下部可连接一根轻质牵引线22，该线另一端连接支承架21或箱体26下侧面中部。该线可为针织的尼龙丝钱，其作用是将气球23牵引回复到箱体26的中部位置。工作时，先让指针25对准刻度盘27的O刻度位置，然后拨转定位臂24、29作N、M方向摆动而离开气球23。气球23在地球磁旋力作用下，向东方向缓慢移动，指针25便在刻度盘27相应值指示出来。定位臂24、29可采用相应的现有电动技术制成。见图4。
图5中有太阳31、行星30、圆周轨道32、F转为旋转力，F吸为磁吸力、F合旋转力与磁吸力的合力。由于F合的方向偏离圆周轨道32，所以，行星30绕太阳31运行时不会形成圆形轨道。表明F合显然是造成行星30绕太阳31运行轨道呈椭圆形的根本原因。下面进一步论述磁旋力。
在现有高等院校的物理学教科学书中，例如南京工学院第七所工科院校编《物理学》上册，人民教育出版社1978年2月第一版，把地球绕太阳运行、月球绕地球运行的原因解释为起向心力作用的万有引力相互作用的结果，万有引力是太阳系中各行星沿一定轨道运行的条件，其定律为F=Gm1m2r2.]]>众所周知，行星轨道都是椭圆形的而不是圆形，向心力只适用于物体作圆周运动的情形，万有引力定律在地球与太阳之间的距离r应是固定不变的；但实际上它俩之间存在最大距离和最小距离等不同的情形，如果把这些数据代入该公式，我们至少会得出最大引力和最小引力两个F数值，这自然显示出奇离的现象，因公式规定太阳与地球之间的F数值只有一个而不是多个。如果F数值有多个时，即表明地球由近日点逐渐远离太阳而到达远日点时其引力变小而无法回到原来的近日点处，因其无能力把地球重新吸引回来，绕太阳运行。由此可见，人们用向心力去解释万有引力，又用其定律去解释太阳系各行星的椭圆轨道现象不是确切的，实际上它已成为一种误解。另一方面万有引力定律仅解释了天体之间存在互相吸引的特性，并未解释天体自转的原因，也未揭示出某一天体围绕另一天体运行的特性。因为这些特性是不同性质的，如果天体仅仅具有互相吸引的特性，众多的天体就会互相吸引并互相碰撞而聚集在一起，不会出现现实宇宙各天体的分散分布状态。这样，地球绕太阳运行、月球绕地球运行的根本原因仍然没有正确的答案！本人认为，确切的答案是磁旋力起作用的结果。
本人在湛江市区对天气的长期观测过程中，于1989年发现了某种影响风向风力的力，书籍文献中又未记载，经十年研究，本人把这种力称为磁旋力。参见中国专利一种力的测定装置，申请号为98106802·2，公开号CN1230694A。所谓磁旋力是指物质的核作高速旋转而驱动其周围的物质绕该核旋转，同时又被该核吸引的一种作用力。它不但存在于天体中，也存在于原子中。
从这个定义上，我们可得知，磁旋力具有磁吸性和旋转性两大基本特性，本人把其简称为二重性，把其相应的力——磁吸力和旋转力简称为二重力。磁旋力的本质是一种涡旋力，表现为涡旋状。这在银河系等星系中表现为最直观。地球的重力实际上就是地球磁旋力中的磁吸力，天体之间的万有引力也同样是天体磁旋力的磁吸性的基本表现。磁旋力中的磁吸力实际上就是使物质发生互相吸引的作用力；而旋转力则表现为使月球绕地球运行、地球绕太阳运行的现象，它是由核高速自旋而驱动其周围物质绕核旋转的作用力，同时又是导致天体自转的作用力，这就是恒星、行星等天体自转的原因。地球的旋转力驱动月球绕地球旋转、还驱动地球的大气形成环流的西风带、驱动云块自西向东移动；太阳的旋转力驱动九大行星、小行星等绕太阳运行。
在太阳系中，我们会看到磁旋力存在这样的规律性磁旋力的作用强度随着作用距离的增大而变小；磁旋力是这样，旋转力也是这样。例如地球上，地表面1公斤重的物品在高空1万米会小于1公斤，这是磁吸力表现出的规律性；再如，太阳系中水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星与太阳的距离相应为57·9、108·2、149·6、227·9、778、1427、2870、4496、5946百万公里，它们绕太阳运行的公转速度分别对应为47·89、35·03、29·79、24·13、13·06、9·64、6·81、5·43、4·47公里/秒；再说地球，月球与地球表面之间的距离远远大于大气、云块与地球表面之间的距离，月球运行速度为每天12个经度，而大气环流、云块在西风带中的移动速度为大于每天20个经度(参见国家卫星气象中心每天17时58分播报的卫星云图，中央电视台第七套节目)。显然，月球移动速度小于大气环流及其云块的移动速度。从上述规律性来看，太阳磁旋力中的旋转力作用于行星时其强度不受行星质量大小的影响，例如，木星与太阳的质量相差不大，而水星比它俩小几千倍，但水星的公转速度为47.89公里/秒，而木星仅为13.06公里/秒。与此相比，万有引力定律未表现出这样的规律性。因为，水星与太阳距离最小，其万有引力略小于1.2×1021牛顿，而木星与太阳相距远远大于水星，其万有引力约为4.2×1021牛顿却大于水星，但冥王星与太阳相距最远其万有引力最小约为4.6×1018牛顿。可见，万有引力定律未能揭示出和解释上述规律性，而是仅仅揭示了物质之间互相吸引的单一的特性。
如果把太阳系中的太阳看作是太阳系的“核”，该“核”是自旋的，其速度为每25-35日旋转一周，远远大于九大行星的公转速度，如最大速度的水星仅为87.97日转一周。因而，相对地说“核”自旋是高速的。由这些规律性我们可以推断出太阳核的情形太阳核是自旋的，其转速大于太阳表面的转速并远远大于各行星的公转周期。同理，地球上，月球、云块、地球表面、地核分别与地球核心相距依次为月球＞云块＞地球表面＞地核，其运行速度分别依次为地核＞地球表面＞云块＞月球。因此，地核应该是自旋的。古登堡面的存在可能是地核高速自旋的条件或证据之一。不过，太阳核和地核至今还没有仪器能够测定其自转及其高速度，所以，这里仍然属于一种推测。
无论怎样，天文学和气象学已有观测的数据和事实足够证实磁旋力的存在，其证据有以下几个方面1、火星、木星、土星、天王星、海王星的卫星均表现出其公转速度随着与其行星距离的增大而变小的规律性。见表1.(参见[英]C.W.艾伦编杨建译《物理量和天体物理量》上海人民出版社1976年11月第一版第186-195页)。表1表明，各行星存在着各自独立的磁旋力。可见太阳的磁旋力与九大行星的关系不是偶然的。
2、小行星公转速度也随着与太阳距离的增大而变小。见表2。表2表明，太阳磁旋力对行星、小行星的作用强度与各星的质量大小无关。
3、慧星的公转速度同样随着与太阳的距离的增大而变小，见表3。
这里须说明，表1中木卫十与木卫七的公转速度，以及表3中慧星沃坦南与菜因马斯、芬利与博雷利的公转速度分别存在微小的不符合上述规律性之处，可能是人为的仪器观测误差所致。另外，上述3个表中的公转速度的计算采用近似值的方法而算得，难免无误差。但是各表均从总体上反映出磁旋力与作用距离的关系是一种随着作用距离的增大而作用强度变小的规律。
4、太阳存在磁旋力更为直接的证据表现在太阳对地球大气环流的影响方面。参见卜玉康编《大气环流基础》气象出版社1994年第1版第9-10页。地球大气环流有三个特点第一，无论冬夏季，在对流层的中纬度都是西风带，但冬季西风急流中心强度比夏季大一倍；西风带随季节变化而出现向南或向北位移的季节性进退现象。本人以为，其原因恰恰是夏季时太阳与地球距离最小的时期，太阳磁旋力的旋转力较大而作用于地球大气层、削弱了地球的旋转力，迫使西风带向北移；冬季太阳与地球距离较大，太阳旋转力变弱，因而地球旋转力受其影响减弱，使该区域的西风急流中心的强度恢复而比夏季大一倍，并出现西风带向南位移现象。第二，冬季从平流层到热层层下部几乎全是西风，夏季从平流层到中间层顶全部转化为东风。这说明夏季太阳旋转力增强，克服了该层次区域的地球旋转力，使西风变化为东风；而冬季因太阳旋转力变弱，该区域的风向因地球旋转力强度得到较大的恢复而又变化成原来的西风。第三、地球低纬度出现常年的弱的东风。这是月球磁旋力影响结果，但太阳磁旋力也同时起作用。
5、木星的奇特的“大红斑”现象直到今日仍然是个谜，实际上，它是太阳磁旋力影响结果。因为，木星磁旋力驱动其大气环流，云带移动方向与木星自转方向相同，但是位于“大红斑”纬度处的一条面向太阳的云带移动方向相反，这显然是太阳的旋转力作用于木星的大气层的现象，是克服该区域的木星旋转力的结果，由于木星旋转力驱动的云带与太阳旋转力驱动的云带方向相反而发生碰撞摩擦交锋处形成了巨大涡旋，所以出现了“大红斑”。而地球上经常出现的热带气旋和台风主要是此类的原因引起的。另外，木星的卫星的磁旋力也可能参与对木星大气层的影响。月球磁旋力导致了赤道顺流的形成。
上述表明，不但恒星、行星具有磁旋力，而且卫星也有。但是卫星磁旋力对行星大气的影响方面目前的证据极少，我们只能继续去探讨。
由上述可见，磁旋力是宇宙中各天体所具有的一种最基本的作用力；又是各天体不容易发生碰撞、聚集的根本原因。
不但这样，而且由于原子核是自旋的，电子又围绕原子核旋转，这些熟视无睹的事实使我们很自然地推断出这样的结论原子也同样存在着磁旋力。几乎同样的道理，因基本粒子被观测到是自旋的，所以粒子也具有磁旋力。虽然介子的自旋为零，但是介子衰变后形成的粒子如电子等粒子全部都是自旋的，说明介子本身可能处于一种高速自旋的状态之中，就象高速转动的车轮被我们肉眼观看时表现出静止不动的现象那样。参见[美]E·H·威切曼著复量大学物理系译《量子物理学》科学出版社1978年第一版。
总而言之，磁旋力是物质的最基本的作用力。
最后推理一、物理学方面的四种基本作用力万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力，它们与磁旋力关系是这四种力都是磁旋力中的磁吸力表现形式，是不同层次的磁吸力。
二、磁旋力形成的原因可能是宇宙大爆炸，引起宇宙物质强列运动，形成了各种各样的大的小的涡旋，因而直接和间接产生了磁旋力，它后来以一种惯性运动状态存在子现实宇宙之中并使物质之间发生相互作用。
三、物理学上的“弦”，具有伸缩性，这可能与磁旋力运动有关。如果弦不是自旋的、不具有磁旋力，它将是毫无意义的。这有待于进一步探讨。
补充说明，月球的磁旋力作用于地球赤道及其附近区域上空的大气气体和云块，导致其从东向西移动、形成环流带，这在中国国家气象卫星中心发布的卫星云图中可十分清楚地表现出来。但这是与太阳磁旋力共同起作用的结果。由于这种共同作用与地球磁旋力作用的方向相反，因而形成了许多大气涡旋，导致了地球每年出现的热带气旋，热带风暴、龙卷风的发生。
表1表2


表3

图6中，Y轴表示太阳与行星之间的距离，以106公里单位，X轴表示行星公转速度，以公里/秒为单位。曲线是由各行星以距离和公转速度为坐标位点，排列在坐标系中连接成线的图形。
图7中，Y轴表示木星与其卫星之间的距离，以103公里为单位，X轴表示卫星绕木星的公转速度，以公里/秒为单位。曲线是由各卫星以距离和公转速度为坐标位点排列在坐标系中连接成线的图形。
图8中，Y轴表示土星与其卫星之间距离，以103公里为单位，X轴表示卫星绕土星的公转速度，以公里/秒为单位。曲线是由其各卫星以距离和公转速度为坐标位点排列在坐标系中连接成线的图形。
图6-8是根据太阳系行星轨道的数据和表1中的数据绘制而成的曲线图。这是一种近似的曲线，因其数据是近似值；还因图6中各行星的坐标位点基本上位于曲线上；图7中各卫星的坐标位点也基本上位于曲线上但有二个位于曲线边缘上；图8中各卫星的坐标位点也基本位于曲线上但有四个位于曲线边缘上。
上述三个图的曲线都十分相似，这表明，它们是同一类的曲线并遵循着自然界的同一定理，这又接近于数理统计学的x2-分布中的自由度m＝1的x2-分布所形成的曲线，该公式为Φy(Y)=Φx2(m)(Y)=1Γ(m2)2mYm-22e-Y2,]]>当Y＞0。
(参见周民强等译[美]A.科恩M.编《数学手册》工人出版社1987年第11版第519页)显然，这是宇宙中天体运行的距离和公转速度相关关系的基本曲线。
这表明该距离与公转速度的相关关系，近似地服从于该种分布，或者说该关系的分布属于一种自由度m＝1的x2-分布。
上述曲线和公式不但是天体磁旋力的速度分布曲线和定律(即对上述该相关关系曲线的简称)，而且又是天体磁旋力的强度分布曲线和定律该曲线和该公式表明，与核中心(或中心天体)相距越近的区域，该中心天体的磁旋力作用强度越强、所驱动其行星或卫星绕其运行的公转速度就越大；反之，即与核中心(或中心天体)相距越远的区域，该中心天体的磁旋力作用强度越弱，使其行星或卫星的公转速度就越小。这是对宏观物质(即天体)的磁旋力论述。
本人以为，天体磁旋力与原子磁旋力在本质上或性质上是一致的。其不同之处是作用的范围、距离、强度的不同而已。在原子磁旋力中，原子核与其电子之间存在着距离和公转速度的相关关系，该关系遵循上述天体磁旋力的速度分布曲线和定律。从而可称其为原子磁旋力的速度分布曲线和定律。这表明，同一原子中，其电子的公转速度是不同，靠近原子核的电子公转速度会大于与原子核相距较远的电子公转速度也由此可见，同一轨道只有一个电子而不会有多个电子。而导致近核的电子公转速度大于远核的电子公转速度的直接原因是原子磁旋力强度在与核不同距离的区域上强弱不同分布的结果，也就是说，近核区域的原子磁旋力强度较大而远核区域的原子磁旋力强度较小，驱动电子公转时使各电子具有各自的速度而呈近核者大、远核者小的现象。这显示，宇宙中存在一条这里称为原子磁旋力强度分布曲线和定律的基本规律其曲线和公式与上述天体磁旋力速度分布曲线和公式相同，简意是指近核处力的强度较大，远核处的力强度较小；即遵循自由度m＝1的x2-分布的曲线和公式。
关于磁旋力的类型可分为宏观磁旋力(包括星系磁旋力、天体磁旋力)和微观磁旋力(包括原子磁旋力、粒子磁旋力、分子磁旋力、生物体磁旋力)两大类。其中生物体磁旋力中可分出一种人体磁旋力，其明显标记是人头顶部毛发有一个毛发分布形成的涡漩状痕迹或记号。它可能与人寿命有关。
从中国专利一种力的测定装置、能量液测定仪、原子发生器、一种磁旋力测定仪中的论述里，我们可知，宇宙存在着一条“宇宙物质守恒定律”的规律即在微观磁旋力作用下，宇宙基态液被聚集形成粒子、原子，原子相互结合形成分子，在宏观磁旋力作用下，原子、分子聚集形成天体；然后经磁旋力衰减，天体衰变，原子衰变(包括粒子衰变)，直至其磁旋力衰减、消耗完毕，粒子和原子弥散，回复到宇宙基态液状态。周而复始，不断循环，使宇宙永存不灭并不断变化。其简明表达式为 另外，宇宙可能还存在一条“宇宙磁旋力守恒定律”的规律，即指天体磁旋力衰变过程中会转化为另一些较小强度的磁旋力，该较小磁旋力再衰变又会产生更小的磁旋力；小的磁旋力聚集在一起时又产生较大强度的磁旋力——群聚磁旋力，从而又构成天体磁旋力。这个过程的转换呈现为循环状态，使宇宙不断运动、变化和不灭。
此外有一点需要指出的是，海王星的海卫一的逆行问题可心这样理解它原属于一颗行星，可能原先是太阳系的第十颗行星，因为海卫一运行速度为4.391公里/秒，而冥王星的速度为4.47公里/秒，海卫一的速度比冥王星略小，表明海卫一原先是太阳系的第十颗行星。后来因椭圆轨道绕太阳公转过程中与在椭圆轨道公转的海王星相遇，并进入位于海王星面向太阳的侧面位置处，并被磁旋力较强大的海王星吸引住而成为逆行卫星。但是，它的运行速度呈惯性状态，未受到明显的影响，基本上保持原有绕太阳公转的速度。而海王星的磁旋力相对地说是较弱的，未能使海卫一迅速减速。
最后，对第二实施例补充为相连接的指针9、摆杆12、摆锤14、下指针16自上而下地呈刚性中空管状。保证激光束直通而不与其管腔内表面接触。下指针向下对准一个水平放置的靶的靶心(注靶与练枪射击常用的靶相同)。
权利要求1.由直管、玻璃罩、刻度盘、罩支承、支点支承、支点轴、指针、摆杆、摆锤、下指针、摄像机镜头、灯、电脑、显微放大镜组成的地球磁旋力测定仪，2000～8000米直管垂直插置于地下、上端露于地面并配合罩支承和玻璃罩、刻度盘；管上端内侧面连接支点支承、配合经向放置的支点轴，轴的中部对称处向上连接指针、向下连接摆杆，摆杆下端连接摆锤，摆锤下端连接下指针；直管下端安装有摄像机镜头和灯、与电脑配合；其特征是与摆杆相连接的支点轴、指针、摆锤、下指针呈中空直管状，上下端互通；下指针对准一个靶的靶心。
专利摘要本新型涉及物理仪器技术，特别是地球磁旋力测定仪。其主要结构由2000～8000米的直管垂直插于地下，上端配合玻璃罩、刻度盘、摆杆等，摆杆上端连接指针等，下端连接摆锤、下指针，并自上而下形成中空管状，下指针对准一个靶，并配合有摄像仪器和电脑。克服了现有经典物理仪器未能测出地球磁旋力的缺点。适用于地球磁旋力的测定等。
文档编号G01V7/00GK2722269SQ20032012887
公开日2005年8月31日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者冯建光 申请人:冯建光