研究：交流电速度可能超光速

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　　人们天天在使用交流电以及各种电器。交流电的速度是多少？很少有人思考这个问题，甚至连教科书里也很少提到交流电在导线中的速度。然而，七十多岁的张操老先生在关注这个有趣的物理问题。
　　今年2月份，张操与复旦大学研究生廖康佳以及樊京博士在开源期刊《现代物理》上发表了论文“导线中交流电场时间延迟的测定”。后来他们又发表了三篇论文。张操与廖康佳在今年11月的《现代物理》上发表的最新论文的主标题是：“交流电速度可能超光速20倍”。
* A) t% E, I: x, ?' I　　根据实验结果，张操指出：交流电源产生的电动势在电路内产生了交变电势差以及纵向电场。 交变电场在金属导线内带动了电子运动，产生了电流和电功率。交流电（功率）的速度不是常数，它与电路参数相关。在大多数情况下，交流电的速度是低于光速的。但是在特定的电路参数情况下，交流电的速度可以超过光速20倍以上。这就是说，交流电在金属导线中可能以超光速传输信号和电能，而光速并不是一切物质运动的极限。
　　张操的结论是由实验获得的。关于实验的方法，他表示：“这个实验很简单，而且优点是实验结果很稳定、容易重复。”同时，他指出了实验的几个特定条件。
2 {% P, }! w) |# S' C, ~　　首先，由单根漆包铜线构成回路，单根漆包线的总长度小于10米；导线间的分布电容可以忽略；再次，选用交变电信号的工作频率小于2 兆赫茨。工作频率越低，效果越好。最后，电路中采用大电阻，微电流。接收端的电阻为1 兆欧姆。
　　“正是在上述特定的条件下，我们的实验发现了低频电信号在导线中的传播速度超过光速20倍。”张操介绍说，纵向交变电场在金属导线中可能超光速传输信号和能量，这是物理理论中被长期忽视的解。电路中的交变电场信号既不是电磁横波，也不是纵波。交变电场信号和电能是导线中每一部分的电场带动电子在进行“纵向同步震荡”。
　　对于该实验，张操还指出，实验的出发点是电阻-电感交流电路的电压方程，其中包含了欧姆定律，而欧姆定律是与麦克斯韦方程相互独立的定律，它不服从洛伦兹变换。因此张操认为，狭义相对论不适用于电路。 关于电路中的欧姆定律不服从洛仑兹变换，很少有人注意到，教科书里也没有提到。因为相对论不适用于电路，在特定条件下，交变电信号有超光速现象，也就合情合理了。
　　樊京博士在南阳理工学院的实验室重复了张操与廖康佳在复旦大学的实验。 他评论说：首先要确定实验测量的正确性，然后再讨论理论解释的正确性。不能把两个讨论混为一谈。根据樊京的重复测量，他指出实验测量没有问题。现在示波器的时间分辨率可以轻松达到0.5 ns（纳秒）。有些人认为几十纳秒的时间差测不准，这是上个世纪的概念。樊京指出，实验结果和电路理论完全一致，这没有什么好奇怪的。电路理论可以明确计算电感和电容的相位移动，而我们实验中的相移是由于交变电信号通过一定长度导线的电感引起的，也就是说实验中测量到的时间差是由导线的电感引起的。 电路理论经过了上百年的无数次的验证，可说是千真万确。有些人试图用传输线理论来涵盖电路理论，这是不正确的。
7 r; X4 k' p! l5 p  J　　对于在实验室内的电路实验，研究电路的专家经常采用集总元件电路模型，这个电路模型是不计算导线长度的。张操指出，集总元件电路模型不考虑导线长度，其实它隐含了一个假定：交变电信号在导线中的速度是无穷大。所以张操他们的实验结果表明，在特定条件下交变电信号在导线中的速度超光速20倍以上，这不仅是合理的，而且也是对集总元件电路模型的改进。
7 S/ {6 i5 |9 R. H　　张操他们的实验虽然是简单的，关键是实验结果很可靠。张操认为，这个实验涉及到物理学基础理论，还需要更加多的条件试验以及理论讨论。他们希望电路专家和电磁学专家参加一起共同研究。来源：尔湾文化/汉斯出版社
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