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最全最有價值的太極圖多種描述 太極圖探秘( 四 )

太極圖最全最有價值多種


S+ = S0(1- cos) /2
非反射暗區S- is
S- = S0(1+ cos)/2
在太極坐標系中繪制的具有亮區S+和暗區S-功能的圖形如圖4所示 。

圖1農歷陰陽太極圖
旋轉180度后，地圖與陰陽太極圖完全一致 。月亮的視面積S0是太極系統的和H，亮面積S+是太極系統的陽Y+，暗面積S-是太極系統的陰Y 。因此，月相告訴我們隱藏在現象背后的陰極上升和陽極負返的變化規律，我們的祖先對陰陽的概念思維可能是受到月相觀測的啟發 。
2.單擺運動
單擺是一個可以在細線下自由擺動的小球，如圖5所示 。許多著名的物理學家，如伽利略、惠更斯、牛頓等，都對這個系統進行了研究 。
圖2單擺運動示意圖
整個系統的整體質量可以認為集中在小球上，小球可以看作一個質點 。為了使它做任何大規模的運動，細線可以用細桿代替 。桿的質量和空氣體的阻力相對較小，可以忽略不計 。當球被拉離平衡位置并被釋放時，球在重力和拉力的作用下，沿以平衡位置為中心的圓弧往復運動，具有周期性變化規律 。
假設擺的長度為l，球的質量為m，相對于球的垂直位置的角位移為0，重力加速度為g，那么，單擺的重力勢能為
Ep = mgl(1-cos)
單擺的動能是
Ek = mv2/2
根據機械能守恒定律，單擺的總能量為
E = ek+EP = mv2/2+mgl (1-cos) =常數
因為單擺系統除了重力和張力之外，不受其他因素的影響，所以單擺的總能量由初始角位移0決定，當=0時，單擺的動能為0，所以單擺的總能量為0
E=Ek+ Ep=mgl(1-cos0)
單擺的單位總能量(無量綱)為
H ≡ e/mgl = (1-cos0) =常數(5)
單擺的單位動能是
Hk = Ek / mgl=H-(1-cos) (6)
單擺的單位重力勢能是
Hp = Ep / mgl=1-cos (7)
當0 =時，自由單擺的單位總能量最大H=2 。利用單位動能Hk和單位重力勢能Hp函數，可以在太極坐標系中繪制單擺能量變化曲線，如圖6所示 。
圖3單擺運動能量變化太極圖
單擺運動能量變化的太極圖也是古代的太極圖，但是太極系統的參數擴大了兩倍，即單擺的單位總能量是太極系統總和的兩倍，單位重力勢能和單位動能也分別是太極陰陽因子的兩倍 。
在重力的作用下，球從靜止狀態開始擺動(勢能最大)，運動產生動能 。隨著球位的降低，勢能逐漸減小，動能逐漸增大 。當球經過最低位置時，鐘擺的所有能量都轉化為動能 。之后，球在慣性的作用下繼續向更高的位置運動，動能慢慢轉化為勢能 。到達極高點時，由于動能消失，球趨于靜止，靜止的勢能最大 。在勢能的作用下，靜止的球向相反的方向運動 。單擺的動能為正，勢能為負，球的動靜變化形成單擺陰陽能量的變化，這正是《太極圖說》所描述的現象，即“太極動則生陽，靜則動則極，靜則生陰，再動則極” 。
3.康普頓效應
1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中電子對X射線的散射時，發現有些散射波的波長略大于入射波的波長 。這是因為當光子與電子碰撞時，光子的一些能量被轉移到電子上 ?？灯疹D假設光子和電子、質子等物理粒子一樣，不僅有能量，還有動量 。在碰撞過程中，能量和動量是守恒的 。根據這一思路，列出方程，得出散射前后的波長差 。結果與實驗數據完全一致，從而證實了他的假設 。這種現象稱為康普頓效應 。
波長為0=0.7078埃的鉬的特征倫琴射線入射到石墨上，石墨向各個方向散射的倫琴射線可以用X射線光譜儀或攝譜儀測量 。
圖4康普頓效應實驗原理圖
根據能量和動量守恒，并考慮相對論效應，散射波長差計算如下:
=-0 =(h/m0c)(1-COS)=(2h/m0c)sin 2(/2)
其中△為入射波長0與散射波長之差，H為普朗克常數，C為光速，m0為電子的剩余質量，即為散射角 。
h、C和m0是已知的常數，因此h/m0c的值可以計算為0.024265埃 。
實驗結果表明，僅與測量方向有關，h/m0c確實是一個常數，當散射角為90度時，其值為0.024263089埃，測量值與理論值相當一致 。H/m0c稱為康普頓波長 。
從上面的公式可以看出，波長的變化取決于與入射波長0無關的事實，即對于某一角度，波長變化的絕對值是一定的 。這個特征類似于月相現象 。月相現象表示月球反射光的面積，亮區的大小取決于月球本身的視面積和反射面與觀測者之間形成的角度 。光子照射電子時，電子表面反射的光子的散射波長差取決于康普頓波長和反射光表面與觀察方向的夾角 。因此，散射波長差包含太極因子(1-COS)/2，可以用太極坐標系的圖來表示 ?？灯疹D效應太極系統的和h為2h/m0c 。太極圖中間的曲線方程是=(h/m0c)(1-COS) 。圖中白色區域的極徑長度是對應于該散射角的散射波長差 。

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