核子原子分子的场结构

点赞:7687 浏览:31613 近期更新时间:2024-01-12 作者:网友分享原创网站原创

质子、中子、电子等都属基本粒子.我们已经熟知电场、磁场与万有引力场,并且知道电场、磁场都是同性相斥、异性相吸.欲知核子、原子、分子的结构,不但需要了解下面两种新发现的粒子场,而且需要重新认识电场与磁场.

1.粒子场

1.1核场

质子与中子都是象Y形三通水管的三夸克粒子.正如每个管体管口都是三通水管不可分割的结构,夸克也是旋子不可分割的结构,故夸克是禁闭的.

任何多核体都不是由单一的质子或单一的中子构成,这说明质子与质子、中子与中子相互排斥.任何一个多核体总是由质子和中子共同构成,这又说明了质子和中子相互吸引.实验证明,质子与中子是以一种远强于电场的场力在相互吸引,这种场就是核场.

正如电场同性相斥、异性相吸,核场也是同性相斥、异性相吸.

质子有两个u夸克与一个d夸克,中子有一个u夸克与两个d夸克,如图1:

设u夸克带正核场,d夸克带负核场.正如正负电场可以中和,正负核场也可以中和,于是质子带一个单位的正核场,中子带一个单位的负核场.u夸克的正核场与d夸克负核场相互吸引,形成u-d核键,这不但使多核体得以形成,而且使得多核体中的质子与中子相对静止.

既然多核体由质子与中子构成,但为什么放射性元素放射出来的粒子不是质子与中子,而是构成α射线的氦核呢?这是因为多核体中的粒子以核场势能最低为稳定结构,而放射性元素是一种结构不稳定的核子,它们在粒子场的作用下,在自动调整过程中产生氦核,而氦核中的两个质子的u夸克与d夸克分别与两个中子的d夸克与u夸克相结合,使得氦核中的质子与中子没有了空位的u夸克与d夸克,从而使得氦核不能与其它核子相结合,于是氦核被轰出核子.放射性元素放射氦核,不但说明质子与中子具有Y形的夸克结构,也说明质子与中子以u-d键相结合.那么放射性元素放射中的氦核是被怎样一种力轰出核子的呢?

1.2万有场

无论是电场、磁场还是核场,它们都以成对方式存在着,那么万有引力场有对称场吗?先让我们分析如下几组实验.

实验1:核子能以其正电场远距离地俘获电子,但一旦核子与电子之间的距离达到10-10m数量级,电子就不再飞向核子,这是为什么?现有理论认为,核外电子之所以不落入核子,是因为核外电子高速绕核运动.但问题是,如果用高速电子轰击原子,或者减缓核外电子的运动速度,电子仍然不会落入核子,这又是为什么?电子被怎样一种力阻止在核外?

实验2:即使外力非常大,原子体积总保持在10-10m数量级而不发生坍塌,那么原子是以怎样一种力使其保持体积呢?

实验3:要使轻核产生聚变反应,必须施以高温高压,比如利用重核裂变反应产生的巨大压力才能迫使轻核产生聚变反应,那么是什么力量在阻止核子的相互结合呢?相反地,当重核产生裂变反应时,核爆炸产生的碎片以极高速度飞散开来,这又是什么力量使核碎片产生如此之大的速度呢?

实验4:由放射性元素核子放射出来的氦核,其飞行速度约为1/10光速,而放射出来β射线的电子的飞行速度约为9/10光速,那么是怎样一种力使氦核与电子产生了如此之大的速度呢?

以上实验只能证明,质子、中子、电子之间存在着一种至今尚未为人所知的场,这种场使质子、中子、电子等基本粒子相互排斥.实际上这种场就是与万有引力场对称的场.如果将万有引力场称为负万有场,那么与它对称的场就称为正万有场.万有场也是同性相斥、异性相吸,天体不是以万有引力场相互吸引,而是以正负万有场相互吸引.与其它对称场不同的仅仅是,其它对称场的场强以及作用距离都是对称的,而正万有场与负万有场不但场强不对称,作用距离也不对称,正万有场的场强强而相对作用距离短,负万有场的场强弱而相对作用距离长.但正万有场的场强与作用距离的乘积等于负万有场的场强与作用距离的乘积,正万有场与负万有场之间有着另一种对称.

1.3磁场

质子、中子、电子自旋形成环形的磁场,如上图.磁场S极与N极首尾相接,因此不可能有单磁极子.

1.4电场

质子与中子的u夸克带2/3单位正电场,d夸克带1/3负电场.质子的两个u夸克带4/3正电场,正负电场中和,质子带1单位的正电场.质子的正电场成显现场,负电场成隐含场.中子两个d夸克共带2/3负电场,u夸克带2/3正电场,正负电场中和,中子显电中性,中子的正电场与负电场都成隐含场.

实验证明,电子是二夸克粒子,其u夸克带正电场,d夸克带负电场,并且负电场强度大于正电场,电子负电场成显现场,正电场成隐含场.实验证明,电子自旋产生磁场.


现将各种对称场的强度与作用距离比较如表1:

核场、万有场、电场称有源场,磁场称环形场.

1.5粒子精构场

质子与中子同时具有正负核场、正负万有场、正负电场、S-N磁场四对粒子场.电子同时具有正负万有场、正负电场、S-N磁场三对粒子场.

粒子场作用距离大于粒子体积.各种粒子场在粒子周围分布是不均匀的,在夸克中轴线上各种有源场的场强最强,然后以扇形的方式逐渐减弱.每种粒子具有的各种粒子场都是固定不变的,它们形成一种精细结构,称粒子精构场.

2.核子结构

在核场相对作用范围内,质子与中子以正负核场相互吸引,以正万有场保持距离,它们共同形成u-d核键.u-d核键的长度是可变的,也就是说,核键具有弹性.夸克中轴线上核场最强,它们形成核子势阱,核子在核子势阱中振动产生高能量的γ射线.正万有场的存在使得核子不至发生坍塌.多核体中的质子与中子相对静止.

粒子场的叠加,使得不同核子有着不同的精构场,从而使得不同核子有着不同的属性.相同核子有着相同的粒子空间点阵,不同核子有着不同的粒子空间点阵.元素周期性变化,就是不同核子有着不同精构场从而有着不同属性产生的结果.放射性元素具有不稳定结构,在各种粒子精构场的作用下,它们自动调整其结构.一旦核子中有氦核产生,它就会被正万有场轰出核子,这就是α射线的产生.在放射性元素进行结构调整时,粒子将在核子势阱中产生振动,这就是γ射线的产生.γ射线是一种频率极高的高能波,它们相互作用可产生电子,这就是β射线的产生.

3.原子结构

核子u夸克中轴线上正电场最强,它们形成电子势阱,落在电子势阱中的电子称势阱电子.核子与核外电子以正负电场相互吸引,以正万有场保持距离.核子与核外电子形成具有弹性的电子势阱-势阱电子键,简称原子键.势阱电子落在电子势阱中,使得核子与核外电子相对静止,也就是说核外电子不作绕核运动.原子能够以其空位的电子势阱俘获外来电子,这就是正离子的产生.原子亦可失去势阱电子而产生新的空位电子势阱,这就是负离子的形成.

核子精构场与电子精构场的叠加,使得不同(相同)原子有着相同的空间点阵,从而有着不同(相同)的属性.这就是元素周期表的形成.

在外力作用下,势阱电子在电子势阱中产生振动.振动过程是势阱电子的势能与动能不断转化为波能的过程,当势阱电子的势能与动能全部转化为波能,势阱电子又将静止于电子势阱中.势阱电子在电子势阱中的振动产生如下分立的脉冲波(如图2):

这就是普朗克能量子的产生.

不同电子势阱有着不同场强,它们形成强度或深浅不同的电子势阱,从而使得不同电子势阱中的势阱电子具有了不同的固有频率,它们的振动可以产生不同频率的波.无论是特征谱线还是发光谱线,它们都是势阱电子振动产生的结果.这也是如下物体(黑体)辐射图产生的原因(如图3).

横坐标代表波长,纵坐标代表不同温度下波能的分布.波能峰值逐步左移,说明温度不高时,只有浅层势阱电子被激发出来,随着温度的提高,它们的振幅越来越大,即波能越来越大.随着温度继续升高,深层势阱电子也逐一被激发,同样地,温度越高,它们的振幅越大.但要激发更深层势阱电子,需要更高温度.如果最深层势阱电子被激发,那就有x射线产生了.

4.分子结构

当一个原子以其空位电子势阱与另一个原子势阱电子相结合,分子就形成了.原子之间形成的键也是电子势阱-势阱电子键,简称分子键,也称化学键,分子键同样具有弹性.

原子精构场的叠加,使得不同(相同)分子有着不同(相同)的精构场、属性以及空间点阵.当某种原子分子(A)以它们的精构场与其它原子分子(B)精构场相互结合时,将改变其它原子分子(B)的精构场,从而使得后者又能够与另一些原子分子(C)相互结合.而B精构场和C精构场的叠加,将形成新的分子(D)精构场.如果此时D与A因为它们的精构场发生变化而相互分离,D就成了催化剂.

不同物体之所以有不同颜色,是因为分子中的不同电子势阱有着不同的固有频率,在光照等外力的作用下,不同电子势阱中的电子振动将产生不同频率的光.化学反应产生的热,物体燃烧产生的光,也都是电子在电子势阱中振动产生的结果.

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不同原子、分子有着不同的粒子空间点阵,相同原子、分子有着相同的粒子空间点阵,这就是各种晶体形成的原因.

总之,质子、中子与电子有着不同的精构场与属性,而它们精构场的叠加,使得不同(相同)核子、原子、分子有着不同(相同)精构场、属性与空间点阵.

至于质子、中子、电子等基本粒子究竟由什么构成,以及它们是怎样产生的,真空究竟是什么,请参看陈果仁所著《世界的本来面貌——以太旋子学》.