实验方案
以下是张祥前公开的实验方案,供有条件的研究者参考和独立复现。
安全警告:实验涉及电气设备,存在触电风险。请确保有合格的电气安全知识,在专业人员指导下进行操作。实验应在通风良好的环境中进行,并做好绝缘防护。
实验一:加速电荷产生直线引力场
原理
根据统一场论,加速运动的正电荷会产生加速度方向相反的引力场。当按下电源开关瞬间,导线中正电荷原地加速振动,在正负极之间产生的加速电动势包含了引力场分量。数学表达为:,其中 是扭曲正电场, 是静电场, 是引力场, 是位置矢量, 是标量光速。
方案 A:硅胶管高压方案(张祥前原始方案)
设备清单
| 设备 | 规格要求 | 备注 |
|---|---|---|
| 硅胶管 | 长 360cm,外径 1.5cm,内径 0.5cm | 用于包裹导线,防止离子风和静电马达效应 |
| 带皮铜丝导线 | 直径 0.4cm(铜丝直径 0.2cm),2 根各 180cm | 塞入硅胶管内,两根导线不接触,相隔 6cm |
| 高压包 | 直流 2000KV 高压发生器模块 × 3 串联 | 淘宝搜「直流2000Kv高压发生器高压模块」,选输入直流 7.4V 的。商家标 2000KV 是虚标,实测约 20KV |
| 直流电源机箱 | 输入 220V 交流,输出 0-30V 直流可调 | 给高压包供电 |
| 悬挂物 | 4cm × 11cm、厚度 0.15mm 的塑料皮(任意绝缘材料) | 中心打孔,套在硅胶管上但不接触硅胶管 |
| 悬挂线 | 细棉线 | 将塑料皮悬挂在两根导线空隙的中心位置 |
| 木制支架 | 用于悬吊导线和硅胶管 | 避免使用金属支架 |
实验步骤
- 将两根带皮铜丝导线塞入硅胶管内(如不好塞入,可对硅胶管内滴润滑油,或用医用注射针注油)。两根导线在管内不接触,相隔约 6cm。
- 导线和硅胶管悬吊在木制支架下面。
- 制作一个 4cm × 11cm、厚度 0.15mm 的塑料皮,中心打孔,用细棉线悬挂在两根导线空隙的中心点。塑料皮套在硅胶管上,但不接触硅胶管。
- 将两根导线分别接在 3 个串联的高压包的正负极上(约 4 万伏直流电压)。
- 按下电源开关,观察悬挂的塑料皮运动方向。
- 调转正负极,重复实验,观察塑料皮是否仍然向正极方向运动。
预期现象
- 按下开关瞬间,塑料皮向正极方向运动
- 调转正负极后,塑料皮仍然向正极方向运动
- 引力场方向沿导线平行,从负极指向正极
方案 B:场发动机一号(增强版)
| 设备 | 规格要求 |
|---|---|
| 木架 | 50cm × 50cm,高 40cm |
| 有机玻璃管 | 长 1m,外径 30mm,内径 10mm |
| 硅胶管 | 外径 9mm,内径 5mm,长 3.8m(塞在有机玻璃管内) |
| 胶皮导线 | 2 根各 2m,直径 4mm(内部单根直径 2mm 铜线) |
| 悬挂物 | 聚乙烯片,中心打孔(孔径 3.5cm),套在有机玻璃管上 |
| 高压包 | 3 个串联,输入直流 7.4V |
| 电源机箱 | 输入 220V 交流,输出 0-30V 直流 |
用粗有机玻璃管加硅胶管双层绝缘,完全阻止高压电场的离子风效应和静电马达效应,得到比较纯的变化电磁场产生引力场效应。两根导线在有机玻璃管内部断开,相隔 6cm。
实验二:变化磁场产生漩涡引力场
原理
根据统一场论方程 ,变化磁场不仅产生感应电场(法拉第定律),还产生漩涡引力场。这种漩涡引力场会使一切物体(包括非导体)产生旋转运动。
方案 A:真空罐 + 高压低电流方案(最稳定)
| 设备 | 规格要求 | 备注 |
|---|---|---|
| 真空罐 | 直径 10cm,横放 | 可抽真空,排除离子风和静电马达效应 |
| 聚乙烯小球 | 质量 0.35g | 用细棉线悬挂在真空罐内 |
| 硅胶导线线圈 × 2 | 直径 8cm,高 12cm,红色硅胶导线直径 10mm,铜丝直径 1.5mm | 放置在真空罐上下两侧,两个线圈断开不连接 |
| 高压发生器 | 2GF-200KV/5mA 直流高压发生器 | 电压调到 2 万伏,电流调到 1/20000 安培 |
两个线圈相互不连接,断点处不做绝缘处理,外面套 8cm 长硅胶管(一端不封闭)。两个线圈的端点在同一平面上但错开,形成空间中的螺旋式连接。
关键参数:采用高压、超低电流供电,使极化效应大幅下降,突出变化磁场产生漩涡引力场效应。此方案比较稳定,几乎每次实验都能成功。
方案 B:漆包线线圈 + 断电旋转方案
| 设备 | 规格要求 |
|---|---|
| 漆包线线圈 × 2 | 直径 0.57mm 漆包铜线,绕在厚 1mm 纸筒上,线圈长 19cm,直径 3.7cm |
| 真空罐 | 直径 10cm,横放,抽真空 |
| 聚乙烯小球 | 红色,用细棉线悬挂(棉线一端用 AB 胶固定在罐壁) |
| 高压包 | 2 个串联(输入 7.4V),接电源机箱 |
上下两个线圈分别贴在真空罐上下,相隔 10cm,彼此不连接。使用细漆包线绕很多匝可以增加线圈电感能量。断电后线圈储存的能量仍可令小球旋转——此时极化效应、静电马达效应、离子风效应均已消失,只剩变化磁场产生漩涡引力场的效应,便于分析。
方案 C:法拉第笼验证方案
使用直径 7cm、高 18cm 的不锈钢法拉第笼,内用细棉线悬挂聚乙烯小球(高 5cm,直径 2.7cm)。法拉第笼左右各放一个漆包线线圈(直径 3.7cm,长 19cm,直径 0.57mm 漆包线)。
通电时,法拉第笼内的小球不动(电场被屏蔽)。断电后打开法拉第笼,小球持续旋转。这排除了极化效应、静电马达效应、离子风效应——这三种效应都只在通电状态下存在。
注意事项与干扰排除
离子风效应
高压实验中,空气电离产生的离子风可能推动物体运动。离子风从正极吹向负极,与加速正电场产生的引力场效应方向正好相反。排除方法:用硅胶管/有机玻璃管密封导线及接头;在真空中进行实验。
极化效应
高电压的极化效应不但在真空中存在,而且可以穿过厚玻璃。排除方法:使用薄片状悬挂物(抑制极化和退极化效应);采用高压、超低电流方案;使用上下线圈结构使极化力沿悬挂线方向,不贡献旋转。
静电马达效应
正负极导线喷射电荷或离子到物体上形成的效应。排除方法:将电极放在真空罐外,隔着厚玻璃无法喷射电荷;使用法拉第笼屏蔽。
重要操作提示
- 绝缘密封:导线(特别是接头部分)必须彻底绝缘密封,高压包要覆盖,防止对外产生离子风
- 消除静电:最好使用静电消除器消除悬挂物和线路中的静电
- 释放余电:每次实验前释放线路中的残余电荷
- 不可连续反复:短时间内反复实验会导致极化效应严重,材料变成驻极体,使运动方向紊乱
- 鉴别高压包正负极:将输出端两根线离开 8-10cm,下方点蜡烛,火焰偏向的方向是负极
- 高压包替代:高压包输出的脉冲直流电杂波严重,有条件用纯直流高压源效果更好
低压方案(80V/30A)
除了高压方案,张祥前还发现了低压条件下也能观测到效应的方案,大幅降低了复现门槛和安全风险。
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 交流电方案 | 电流30A,频率50Hz,电压80V |
| 铁芯气隙磁场峰值 | 约0.1-0.3特斯拉 |
| 直流电方案 | 12V-80V,电流30A-130A |
| 电源选择 | 电瓶或交流转直流电源 |
💡 预算对比:高压方案约2000-3000元人民币(约$300-400 USD),低压方案约500-1000元人民币(约$70-140 USD)。低压方案更安全、更便宜,推荐初次复现者使用。
复现者须知
如果您有兴趣复现这些实验,以下建议可能有帮助:
- 建议有基础电气和物理实验经验
- 实验前请仔细阅读安全注意事项
- 建议从方案 A(高压低电流真空方案)开始,稳定性最好
- 详细记录所有实验参数和观测结果
- 设计对照实验以排除常规物理效应
- 如有发现,欢迎联系交流
免责声明:本方案基于张祥前公开发表的实验描述整理。实验结果尚未经独立第三方验证。进行实验时请自行评估风险并承担责任。