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晏成和
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原子是怎样构成的?

(2018-01-28 21:22:06)
标签:

质子

质子场

电子场

引力

斥力

分类: 物理新视点

                   探讨自然对物质内力的安排

                                           晏成和

物理学求索世上万物之理,物理先哲已经把物之理分为力、热、光、电、磁、核等几个分支,应该如何归纳、如何研讨,面对万物从哪里入手?

人类科学的伟大成果-元素周期表告诉我们:一百多种元素构成了世上万物,并且全部的元素按8进制排列,同一列元素仅仅是价电子数相同,其理化特性、晶体构成基本相同。任何元素都仅仅只是由两个尤物-质子和电子的巧妙结合,就把所有物质的各种特性表达的淋漓尽致。

质子成就了原子核;电子成为核外电子,原子的基材已经坦露:只有质子、电子,所有的物质特性只能发端于质子、电子。那么,物质物理学的根本及其相应机理肯定蕴藏于质子、电子;藏身于质子、电子的相互联系和运动。物质物理的奥秘就必定存在于质子、电子之中,探索物质物理必须从探讨质子、电子入手,这应该是个刚性逻辑,理所当然地成为我们的惟一目标。

 

可是,当今网站,媒体,官科、民科热热闹闹、铺天盖地的高谈阔论量子、量子。量子纠缠、量子塌陷、量子意识,量子通讯、量子计算机……。本人也曾认真拜读过量子力学,觉得波粒二象性、物质波以及塌陷、纠缠等等探讨都是建立在抽象的量子之上,泛泛而谈,从来没有落实到具体的元素、原子,“几率波”“测不准”导致研究虚空,并没有道出自然真谛。违背逻辑的跟风将浪费年华、一事无成。做物理应该不忘初心,理智地顺应自然的指引,从质子、电子入手,探讨物质的结构原理。

质子电子的相互联系和运动如何能够构成千姿百态、特性迥异的各种物质,如何携带物质显现的物理现象(强度,温度,传热,导电,光电、相变,磁性等)。其中机理只可能蕴含于质子电子互动的内在、存在于细微之中,物质的强度,力学特性理所当然的存在于质子电子的互动之中,研讨质子、电子相互作用和运动是研究物理力学的惟一正确的路径。

 

百年物理学以“质子携带正电荷、吸引带负电荷的电子绕核旋转,电子旋转的离心力维持电子的空间距离、构成了原子”,这样的解释仅仅回答了电子的运转。浅尝辄止的“研究”对物质结构、特性及诸多的物质之谜茫然无知;接下来就悻悻离开了大自然指引、爬上量子大树去求鱼,导致科学疑窦丛生。除了前文已经质疑原子核内、带正电荷的质子怎么不相斥?还遗留下一连串的新问题。

核外电子旋转的离心力维持电子的空间距离,这个力应该是多少?离心力小了,相吸的引力怎么没有把电子吸引到核内,已经成为物理难题;离心力大了,原子的半径会有几倍大小的差别。至于原子怎么构成金属或是非金属晶体、构成材料的强度(内力),以及相变时这些内力如何消失;还有核外电子按2、8、18在核外分层均布也无从解读。

 

有人会说,核外电子按2、8、18在核外分层均布是电子与电子之间有斥力,这个回答正确但底气不足,因为不能回答原子核里质子之间的斥力哪里去了?

这个电子之间有斥力虽然与电子云理论相悖,确实也是一个进步。那么我们就应该摒弃这个单调的正负电荷相吸、相斥的理论,在质子、电子之间去探索自然造物的真谛,研讨那些能够让原子建构、并且构成物质的力。

拙文《物理之路应该怎样走》谈到了物质的构成来自于质子、电子,构成物质的力来自电子、质子所伴生的场,在此作一个简单的回顾:

电子不是以单纯的量子,大自然让一个小小的电子伴生着场。

1、携带着电荷,同时伴生着电场力,即电子之间的斥力。

2、与质子定量相互吸引、形成核外电子。

3、移动时产生磁场,同时伴生磁场力。

4、振动时辐射电磁波。

大自然让电子伴生电磁波与外界联系、交流互动,构成了物质各种性能。同时也形成了两种发端于电子的原始力——电场力、磁场力,实在令人敬畏。


质子场也是多功能:

1、定量地吸引电子、平衡电子的场,导致电子运转。

2、对所有的场粒子(电子、质子)都有吸引力。

3、没有边界,只能有聚合功能、因而质子的引力场不能屏蔽只能叠加。

4、质子对电子的引力随着温度变化,因此核外电子的速率随着温度发生变化。

(回顾完毕)


于是,在场作用下,质子、电子之间构成了以下四种力,

质子场力:

A、定量地吸引电子、平衡电子的场,导致电子运转。

(构成原子、分子、晶体的主力)

B、对所有的场粒子(电子、质子)都有吸引力。

(构成物质的质量、构成万有引力)


电子场力:

C、携带着电荷、伴生电场,同时伴生着与电子相斥的斥力。

(构成电子均布,保持原子大小,形成气态分子的力)

D、电子被质子吸引形成旋转、旋转时产生磁场,同时伴生磁场力。

(构成金属体、构成金属延展性的力)

括号里简介了该力在构成原子、构成物质系统中的作用。


A是质子定量地吸引电子、构成物质的主力,A力没有边界,会相互吸引相邻原子的价电子,构成原子之间的价和结构,构成价和晶体。

同时,A力还是构成有中子的原子核的力,即物理学强力。

B是对所有的场粒子都有吸引的力,所以不存在同性相斥的斥力,质子场力会无限延伸,形成万有引力。

C是电子与电子相斥的斥力。与B力共同作用以保持原子大小,当物质气化时推开距离形成气态分子的力。

D是电子绕核旋转时产生磁场,同时伴生磁场力,是金属结构的主力,同时也形成了金属的延展性和金属光泽。

 

然而,仅有这四力平铺直叙的存在,靠单调的吸引力、斥力是远不能构成原子、构成物质,所以关于引力和斥力还要专门讨论。

引力和斥力是一对矛盾,如果质子力A、B(聚合力)强大,电子间的斥力就得不到伸展,物质将没有电子空间、将是“中子体”一样的“铁板一块”;如果斥力C加强,超过聚合力,原子就不能构成,物质世界将是分崩离析、飞灰湮灭。想要精确地调整斥力、聚合力到一个恰当的大小是何等的困难、且无必要,英明的造物主让斥力-电子场与聚合力-质子场的传力的力场不同,轻松地解决了这一问题。


力场,力作用的场,一个新名词,其实大家并不陌生。大家知道万有引力的大小与距离的平方成反比关系,这个1/r2 就是力场,也就是这个力随距离的变化,质子场力B也就是万有引力、是长程力。然而,电子相斥的斥力C的力场显然要短得多,也就是说斥力传不远,到了原子范围之外很快就衰减为零。

电子之间的斥力不易测量,我用电子旋转伴生的电磁力进行了测量参考,测量磁铁的磁力与距离之间的关系,发现磁场力衰减很快,大约是1/r4,希望有条件的实验室能够准确的测量一下,这也是人类对自然的新认识。下图。

原子是怎样构成的?
    这样,在原子内部斥力大于引力,占主导地位,它让电子之间撑开距离,就有了核外电子按2、8、18在核外分层均布;在引力、斥力的交点,原子的半径确定,所以每个原子的尺寸基本一致;当温度升高,分子尺寸不能够一味增大,于是导致价和电子线路跃起、形成相变;最内层的2个电子相斥着绕着质子旋转,所以几十年所担心的正负电荷的吸引力会把电子吸引到核内,完全是杞人忧天。物理教材上的波包理论也只能是呵呵。

 

电子之间的斥力还是物质相变成气态、气体分子推开距离的力(在相变中讨论)。就是因为有了这个力才有了阿伏伽德罗常数;同时这个斥力还是推动汽车、飞机、火箭的力。

设想一下,如果让你来当造物主,你手上只有一大一小两个粒子,你可以安排场作用让它们相吸、相斥,但是逻辑必须一致,你将如何运筹?如何构成原子、分子?如何演绎、构建绚丽多彩的世上万物?当身临其境、你会赞叹自然造物的睿智英明、鬼斧神工。

 

物理学的初衷是探索自然现象、自然物质,我们秉持初心、以全新视点研讨了质子电子,探讨了构成原子的力、构成物质晶体的内力。在此基础上、我还将进一步地关注核外电子的规律运动。英明的造物主构造了质子、电子之间的力,构造了电子永不休止的运动,精明的造物主总是物尽其用、物尽其利,不会让这来之不易的电子运转-原子内最明显、最重要的运动只是如烟如云地转转而已,她一定会给核外电子的运转赋予规律委以重任,发挥关键作用。接下来,我们将全面探讨物质的热、光、电、磁等等物理特性及物质的自然之谜。探索方法同样是遵从大自然指引,从基材质子、电子及其伴生场出发,关注细节、抽丝剥茧,系统地解读物质的物理特性和机制。

2018/1/27

附:

有人认为,氢原子只有一个电子,它怎么没有掉进原子核?
答:其实,单个的氢原子根本不能单独存在,它们总是两两结合成氢分子。

 

有人认为原子中除了质子、电子,还有中子。
答:我认为中子(一个质子、一个电子)并不能单独存在,而是一个电子环绕两个质子,形成一种紧密结构。

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