化學(xué)物理—核子結(jié)構(gòu)(一)


從化學(xué)與物理的交叉入手浪漠,探討核子結(jié)構(gòu)

吳家榮

內(nèi)容摘要  

????教科書上給出的原子核結(jié)構(gòu)多為球形結(jié)構(gòu)。如下圖所示:


  這種球形結(jié)構(gòu)的質(zhì)子和中子霎褐,不可能做到和元素周期表中的元素原子以及它們的同位素相互對應(yīng)址愿。為什么惰性元素都是穩(wěn)定的?上述核子結(jié)構(gòu)回答不了冻璃。

  筆者在《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》(科學(xué)技術(shù)文獻出版社响谓,2013年6月),續(xù)集《冷聚變宇宙的探討》第四章“元素原子形成的冷聚變機理”中俱饿,從電子歌粥、質(zhì)子和中子形狀都具有類似銀河系的鐵餅形狀入手塌忽,探討核子結(jié)構(gòu)拍埠,發(fā)展創(chuàng)新核子物理學(xué)。完美解釋了元素原子土居,同位素及惰性元素穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的力學(xué)機制枣购。?

關(guān)鍵詞  冷聚變 磁力塌縮 電力塌縮 引力塌縮 核子結(jié)構(gòu) 中子質(zhì)子串

第一章 冷聚變的宇宙假設(shè)

§1.1 對宇宙大爆炸理論的質(zhì)疑

我們探討的宇宙,應(yīng)該是整體而不是局部擦耀。宇宙大爆炸理論認(rèn)為爆炸產(chǎn)生于奇點棉圈,奇點是什么?傳統(tǒng)主流專家們從來沒有說清楚過眷蜓。一個小小的奇點竟然能爆炸出整個宇宙的物質(zhì)和能量分瘾,這威力多么巨大。?

如此巨大的爆炸威力吁系,那么爆炸出來的細(xì)碎多呢德召?還是大塊頭多呢白魂?經(jīng)驗告訴人們爆炸威力越大,爆炸的碎片越細(xì)小上岗。但傳統(tǒng)主流專家卻說福荸,輕元素是重元素裂變、衰變來的肴掷,是在告訴我們小是從大變來的敬锐。宇宙大爆炸竟然是首先爆炸出大塊頭,這不值得質(zhì)疑嗎呆瞻?

假說台夺、理論都不能反經(jīng)驗、違理性栋烤。假設(shè)一個莫名其妙的奇點谒养,爆炸出一個熱宇宙再來冷卻。不如假設(shè)一個原本就充滿著光子的冷宇宙海洋(3K背景輻射)明郭,一切元素买窟、物質(zhì)、星球、星系都是由光子冷聚變而來。磁力塌縮電子形成先馆;電力塌縮原子形成衬横;引力塌縮宇宙形成。大塊頭是由細(xì)小聚變形成的呻顽,形成后的大塊頭再裂變、衰變回去就理所當(dāng)然了。細(xì)小產(chǎn)生了巨大吞杭,局部組成了全局,簡單構(gòu)成了復(fù)雜变丧,這才符合邏輯芽狗。

首先有冷聚變,然后才能有冷裂變痒蓬,首先有形成童擎,然后才能有瓦解。宇宙的形成就是個冷核逐步聚變的過程攻晒。

宇宙沒有中心顾复,宇宙的地心論、日心論鲁捏、銀心論都是錯誤的芯砸,宇宙大爆炸的奇點中心論也必然是錯誤的。

?

§1.2 我們的宇宙是怎樣形成的?

  任何一門學(xué)科都有公理假丧,公理是無需證明末购,也無法證明的。

  數(shù)學(xué)有公理(特別是幾何學(xué))虎谢,哲學(xué)有公理盟榴,物理學(xué)當(dāng)然也有公理。

物質(zhì)婴噩、運動擎场、空間、電荷是客觀存在的几莽⊙赴欤“帶有電荷的物質(zhì)在空間中運動”,這就是我們這個世界的公理章蚣。?

光子是我們這個宇宙的物源站欺,基本粒子是由光子冷聚變形成的,我們的宇宙是由基本粒子冷聚變形成的纤垂。

磁力塌縮基本粒子形成矾策,電力塌縮元素原子形成,引力塌縮太陽系峭沦、銀河系贾虽、河外星系,整個宇宙形成吼鱼∨罨恚  

當(dāng)光子通過磁力塌縮,冷聚變形成電子后菇肃,電子就成了宇宙的主角地粪。

當(dāng)電子通過磁力塌縮,冷聚變形成中子琐谤、質(zhì)子后蟆技,中子、質(zhì)子就成了宇宙的主角笑跛。

當(dāng)中子付魔、質(zhì)子通過磁力塌縮聊品,冷聚變形成氫(氕飞蹂、氘、氚)核和氦核(α粒子)后翻屈,氫核和氦核就成了宇宙的主角陈哑。

中子、氫(氕、氘惊窖、氚)核和氦核(α粒子)再通過磁力塌縮刽宪,冷聚變成形形色色的同位素核子。

核子通過電力塌縮捕獲電子界酒,冷聚變成形形色色的元素原子圣拄。

磁力塌縮基本粒子形成,中微子毁欣、電子庇谆、介子、質(zhì)子凭疮、中子等等都是由光子冷聚變逐步形成的饭耳;所有原子核也是由磁力塌縮冷聚變形成的;電力塌縮元素原子形成执解,所有元素原子都是由核子捕獲電子寞肖,通過電力塌縮冷聚變形成的;引力塌縮太陽系衰腌、銀河系新蟆、河外星系、整個宇宙形成右蕊。

今天的宇宙就是個冷熱裂變聚變時代栅葡,化學(xué)時代和萬有引力時代的共存時代。


§1.2.1 宇宙初始是個光子的海洋

正電光子和負(fù)電光子示意圖

初始宇宙中充滿正電光子尤泽、負(fù)電光子欣簇;以及正電光子對、負(fù)電光子對坯约;異荷光子對熊咽。光子有自旋,而光子是帶電粒子闹丐,所以正荷光子横殴,負(fù)荷光子,正荷光子對卿拴,負(fù)荷光子對衫仑,異荷光子對都具有磁矩。光子運動產(chǎn)生運流磁場堕花,光子自旋產(chǎn)生自旋磁場文狱。

一、正電光子

質(zhì)量:

電荷:

磁矩:?

二缘挽、負(fù)電光子:?

質(zhì)量:?

電荷:?

磁矩:?

?

三瞄崇、正荷光子對:?

質(zhì)量:?

電荷:?

磁矩:?自旋磁矩+軌道磁矩

半徑:?

磁電平衡勢力范圍:

四呻粹、負(fù)荷光子對

質(zhì)量:?

電荷:?

磁矩:自旋磁矩+軌道磁矩

半徑:?

磁電平衡勢力范圍:

五灭美、異荷光子對(中性光子贵扰、γ?粒子、最小質(zhì)量光中微子):

質(zhì)量:?2m γ=1.4745282×10-50[公斤]

電荷:?e =0

磁矩:(磁力)

半徑:?

這里所說的光子是根據(jù)普朗克能量子理論和物理學(xué)公理“帶有電荷的物質(zhì)在空間中運動”抄谐,提出的具有質(zhì)量摹蘑、電荷筹燕、自旋和磁矩的單個光子。(參見筆者《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》P135衅鹿,P136庄萎,P137√涟玻科學(xué)技術(shù)文獻出版社糠涛,2013年6月)

這種單個光子,能量是量子化的兼犯,質(zhì)量是量子化的忍捡,電荷同樣也是量子化的。

這種單個光子切黔,質(zhì)量砸脊、電荷和磁矩都非常小,現(xiàn)有探測設(shè)備對它進行探測時纬霞,必然會改變它的運動狀態(tài)凌埂,所以微觀粒子無論是直接探測還是間接換算,基本上都是測不準(zhǔn)的诗芜。

通常我們所說的不同頻率光子瞳抓,應(yīng)該是個系列概念,屬于具有不同質(zhì)量的光子集團大家庭伏恐。磁力塌縮首先形成同荷(正孩哑、負(fù))光子對,異荷(中性)光子對翠桦,以及形形色色的光子集團(包括中微子横蜒,無線電,微波销凑,紅外線丛晌,可見光,紫外線斗幼,X射線澎蛛,伽馬射線等等),直到形成電子孟岛。從無線電波到可見光,再到伽馬射線渠羞,波長覆蓋范圍幾千米到

米斤贰,質(zhì)量覆蓋范圍也是很大的。


§1.2.2 磁力塌縮電子形成

電子(光子團)形狀示意圖:

? ?電子就是光子在自旋磁矩和軌道磁矩的作用下次询,通過冷聚變而形成的荧恍,光子就是我們這個世界的物源。電子就是個光子集團屯吊,電子中包含光子總數(shù)為:

個送巡。

一、正電子:?

質(zhì)量:?m e=9.10956×10-31[公斤](0.51 MeV/c2)

電荷:?e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:?μe =2μB?=1.85482×10-23[安][米]2

含光子個數(shù):1.2355899×10 20 個

半徑:遠小于10-18

二盒卸、負(fù)電子(β粒子):

質(zhì)量:?m e=9.10956×10-31[公斤](0.51 MeV/c2)

電荷:?e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:?μe =2μB?=1.85482×10-23[安][米]2

含光子個數(shù):1.2355899×10 20 個

半徑:遠小于10-16

三骗爆、正荷電子對

質(zhì)量:?2m e=1.821912×10-30[公斤]

電荷:?2e =3.204384×10-19[庫侖]

磁矩:?自旋磁矩+軌道磁矩

含光子個數(shù):2.4711798×10 20 個

半徑:?由磁電平衡和高速旋轉(zhuǎn)的離心力平衡確定。

磁電平衡勢力范圍:

四蔽介、負(fù)荷電子對

質(zhì)量:?2m e=1.821912×10-30[公斤]

電荷:?2e =3.204384×10-19[庫侖]

磁矩:?自旋磁矩+軌道磁矩

含光子個數(shù):2.4711798×10 20 個

半徑:由磁電平衡和高速旋轉(zhuǎn)的離心力平衡確定摘投。

磁電平衡勢力范圍:

五、異荷電子對(中性?最小質(zhì)量電中微子):

質(zhì)量:2m e=1.821912×10-30[公斤]

電荷:e =0

磁矩:自旋磁矩+軌道磁矩

含光子個數(shù):2.4711798×10 20 個

半徑:由磁電平衡和高速旋轉(zhuǎn)的離心力平衡確定虹蓄。

磁電平衡勢力范圍應(yīng)該遠小于:

§1.2.3 磁力塌縮介子形成

質(zhì)量介于電子和質(zhì)子之間的所有微觀粒子犀呼,統(tǒng)稱為介子。介子就是個電子集團薇组,而電子是個光子集團外臂,所以歸根結(jié)底介子也都是光子集團。磁力塌縮介子形成律胀,它們都是電子在自旋磁矩和軌道磁矩的作用下宋光,通過冷聚變而形成的。

一炭菌、介質(zhì)子

??仿效元素原子的組成跃须,我們從介質(zhì)子開始研究。異荷電子對形成回轉(zhuǎn)中心娃兽,在短程磁力的作用下菇民,與一個正電子構(gòu)成介質(zhì)子。如圖所示:?

質(zhì)量:m P ?=3個電子質(zhì)量

電荷:e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:μp??=2μN?=1.010250545×10-26[安][米]2

含電子數(shù):3個

半徑:R=0.8×10?-15?m

介氕1 H:? ? ? ? ? ?

??“介質(zhì)子”中的正電子在磁場中運動投储,構(gòu)成核的一部分第练。核外負(fù)電子在離介質(zhì)子磁場很遠的電場中,作軌道運動玛荞。距離的遠近由電子的運動速度決定娇掏。

質(zhì)量:m P ?=4個電子質(zhì)量

電荷:e =0

磁矩:

含電子數(shù):4個

半徑:R=0.8×10?-15?m

二、介中子:? ? ? ? ? ?

質(zhì)量:m P ?=4個電子質(zhì)量

電荷:e =0

磁矩:-1.91304275?核磁子

含電子數(shù):4個

半徑:R=0.8×10?-15?m

三勋眯、介氘核:? ? ? ? ? ?

質(zhì)量:m P ?=7個電子質(zhì)量

電荷:e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:

含電子數(shù):7個

半徑:R=0.8×10?-15?m

四婴梧、介氚核:  ? ? ? ? ? ?

質(zhì)量:m P ?=11個電子質(zhì)量

電荷:e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:

含電子數(shù):11個

半徑:R=0.8×10?-15?m

五:介氦核(介α粒子):?? ? ? ? ? ?

質(zhì)量:m P ?=14個電子質(zhì)量

電荷:2e =2.5934042×10-39[庫侖]

磁矩:

含電子數(shù):14個

半徑:R=0.8×10?-15?m


§1.2.4 磁力塌縮質(zhì)子下梢、中子、核子形成

??磁力塌縮質(zhì)子塞蹭、中子形成孽江;質(zhì)子、中子又在磁力的作用下形成了各種核子番电。質(zhì)子岗屏、中子、核子都是個電子集團漱办。它們都是在自旋磁矩和軌道磁矩的作用下这刷,通過冷聚變而形成的。

一娩井、質(zhì)子

?

質(zhì)量:m P ?=1.672621637(83)×10-27?[千克]

電荷:e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:μp??=2μN?=1.010250545×10-26[安][米]2

含電子數(shù):1837個暇屋;含光子數(shù)1837×1.2355899×10 20 個=2.2697786×1023個。

半徑:R=0.8×10?-15?m

磁電平衡勢力范圍:

(一)洞辣、質(zhì)子模型一

????面包圈或者渦旋星系型率碾,一個正電子位于渦旋中心。如圖所示:??

(二)屋彪、質(zhì)子模型二(質(zhì)子構(gòu)造更傾向于模型二

? ?鐵餅型或者銀河系型所宰,一個正電子位于外側(cè)磁場中。

? ?因為質(zhì)子和電子的磁電平衡距離為:

? ?這個正電子理論上應(yīng)該在這個距離上繞中心旋轉(zhuǎn)畜挥。這和實驗測得的質(zhì)子半徑基本相符仔粥。所以質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更傾向于“質(zhì)子模型二”,鐵餅型或者銀河系型蟹但。如圖所示:? ?

而氫原子的電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑

躯泰。負(fù)電子是在電場中繞核運動。距離質(zhì)子相差了4個數(shù)量級华糖。這就是為什么有人比喻麦向,原子核如果像足球那么大,核外電子是在足球埸邊緣繞核運動的客叉。如圖所示:

正電子在內(nèi)側(cè)磁場中運動速度大诵竭,負(fù)電子在外側(cè)電場中運動速度相對較小,正負(fù)電子在軌道上時而接近兼搏,時而遠離卵慰,在電力的作用下,就造成了軌道振蕩佛呻。軌道振蕩加上原子回轉(zhuǎn)體系能量不守恒裳朋,原子回轉(zhuǎn)體系對外做功(參見《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》P133,P173吓著,科學(xué)技術(shù)文獻出版社鲤嫡,2013年6月)送挑。這是原子輻射形成光譜的真正原因。

所謂殼層理論暖眼,電子躍遷惕耕,沒有說清楚力學(xué)的因果關(guān)系,都是值得商榷的罢荡。?

(三)赡突、兩個質(zhì)子為什么難以結(jié)合

1对扶、在電場范圍內(nèi)彼乌,電斥力大于磁吸力汁展,兩質(zhì)子不能結(jié)合

兩個質(zhì)子結(jié)合時,在電場范圍內(nèi),由于正電荷相斥杠输,磁力是短程力,電力作用大于磁力作用憨攒,不能形成穩(wěn)定的“雙星體系”核子冈敛。

2、在磁場范圍內(nèi)絮记,質(zhì)子半徑或者厚度過大摔踱,兩質(zhì)子不能結(jié)合

兩個質(zhì)子結(jié)合時,在磁場范圍內(nèi)怨愤,由于質(zhì)子的半徑大于磁場作用范圍派敷,不能形成穩(wěn)定的“雙星體系”核子∽矗或者質(zhì)子的“鐵餅狀星系盤”的厚度大于磁場作用范圍地篮愉,兩質(zhì)子也將發(fā)生“星系碰撞”,不能形成穩(wěn)定的“二質(zhì)子串”核子差导。?

二试躏、中子

?

質(zhì)量:m P ?=1.674927211(84)×10-27?[千克]

電荷:e =0

磁矩:μn= -1.91304275?核磁子

含電子數(shù):1838個;含光子數(shù)1838×1.2355899×10 20 個=2.2710142×1023個设褐。

半徑:R=0.8×10?-15?m

磁電平衡勢力范圍:

(因中子與質(zhì)子的質(zhì)量和磁矩數(shù)值上相差不多颠蕴,我們用質(zhì)子代替)

?????中子在核內(nèi)是穩(wěn)定的,在核外自由中子不穩(wěn)定助析,衰變期只有10分鐘左右裁替。中子的核內(nèi)結(jié)構(gòu)模型,我們先放一下貌笨。先看看氘核弱判。


三、氘核

? ?這是氘核的簡化畫法锥惋。

質(zhì)量:m P ??=3.34743×10-27[公斤]

電荷:e ?=1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:為0.857406核磁子昌腰。

含電子數(shù):3675個开伏。

半徑:R=0.8×10?-15?m

磁電平衡勢力范圍:

兩個質(zhì)子結(jié)合時,由于正電荷相斥遭商,電力作用大于磁力作用固灵,不能形成穩(wěn)定的二質(zhì)子串。如果這時同時捕獲一個電子劫流,這個被捕獲的電子巫玻,在兩個質(zhì)子電荷的吸引下,加速進入“某個質(zhì)子”軌道祠汇,高速運轉(zhuǎn)仍秤。形成穩(wěn)定的氘核。如圖所示:

(一)可很、氘核結(jié)構(gòu)模型

在冷聚變穩(wěn)定氘核的過程中诗力,負(fù)電子從核外電場中加速進入核內(nèi)磁場中,并伴隨著輻射能的釋放我抠。

(二)苇本、中子衰變

當(dāng)氘核中的中子從核子中分離出來,由于負(fù)電子在磁場中菜拓,失去兩個正電子電力的束縛瓣窄,而磁力是相斥的,高速軌道運動的負(fù)電子纳鼎,將沿著軌道切線方向加速飛離俺夕,并伴隨輻射光子(中微子也是個光子集團)的現(xiàn)象。如圖所示:

上述圖片喷橙,是目前資料提供的自由中子β衰變的過程。明示存在質(zhì)量不守恒的問題贰逾,那個中微子是哪兒的悬荣?顯然不是中子內(nèi)部的。五花八門的假說和實驗疙剑,都脫不了無中生有的干系氯迂。有說中微子沒有質(zhì)量的,光子都有質(zhì)量言缤,中微子作為光子集團嚼蚀,怎么會沒有質(zhì)量?有說能量變成質(zhì)量的管挟,能量只是物質(zhì)運動的屬性之一轿曙,沒有物質(zhì)運動哪來的能量?

筆者在論著《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》(科學(xué)技術(shù)文獻出版社,2013年6月)中詳盡的論述了导帝,在回轉(zhuǎn)體系中能量不守恒守谓,系統(tǒng)對外作功。伴隨著核和核子的衰變所生成的所有中微子(最小質(zhì)量的中微子其實就是異荷光子對)您单,都不過是因為系統(tǒng)對外作功斋荞,使所有靠近回轉(zhuǎn)體系的微觀粒子(例如中微子),“反射”回去的結(jié)果虐秦,并非無中生有的從核子內(nèi)部放出個中微子平酿。?

四、氚核

質(zhì)量:m P ?=5.02225×10-27[公斤]

電荷:e =1.602192×10-19[庫侖]

磁矩:2.97885核磁子

含電子數(shù):5513個悦陋;含光子數(shù)5513×1.2355899×10 20 個=6.8118071×1023個蜈彼。

半徑:R=0.8×10?-15?m?

五、氦核(α粒子):

質(zhì)量:m P ?=6.69486×10-27[公斤]

電荷:e =2.5934042×10-39[庫侖]

磁矩:約1.81496核磁子

含電子數(shù):7350個叨恨;含光子數(shù)7350×1.2355899×10 20 個=9.0815857×1023個柳刮。

半徑:R=0.8×10?-15?m


§1.2.5 引力塌縮宇宙形成?

一挖垛、太陽系              

二痒钝、雙星系

光子對、電子對的形成與這些星系相似痢毒。

質(zhì)子不行送矩,因為質(zhì)子半徑R=0.8×10?-15?m,磁電平衡勢力范圍? ? ? ? ?

質(zhì)子的形狀像個薄薄的圓餅哪替,質(zhì)子側(cè)面的電斥力減小了磁吸力栋荸,側(cè)面的磁力遠小于上下面的磁力。質(zhì)子要通過中子凭舶,減小質(zhì)子間的電斥力晌块,結(jié)合成上下結(jié)構(gòu)的中質(zhì)串。如氘核帅霜、氚核匆背、氦核(α粒子)。?

三身冀、銀河系

四钝尸、宇宙     


第二章??質(zhì)子中子串

??質(zhì)子和中子是原子核的重要成分,是構(gòu)成元素原子的零件之一搂根。質(zhì)子被認(rèn)為是一種穩(wěn)定的珍促、不衰變的粒子。物理學(xué)家至今沒有獲得任何可以理解為質(zhì)子衰變的實驗數(shù)據(jù)剩愧。中子不帶電猪叙,但中子具有磁矩,自由中子是不穩(wěn)定的粒子,通過β衰變可以衰變?yōu)橘|(zhì)子穴翩,放出一個電子和一個反中微子成洗,平均壽命為896秒。

§2.1 ?質(zhì)子的質(zhì)量藏否、電荷瓶殃、自旋和磁矩

??質(zhì)子和中子是由所謂的夸克以及介子組成的,而所謂的夸克以及介子是由電子組成的副签,而電子又是由光子組成的遥椿,歸根結(jié)底質(zhì)子和中子也是由光子組成的。

??質(zhì)子的質(zhì)量為:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (938MeV/c2)

質(zhì)子的電荷為:

質(zhì)子電量與光子電量比為

和電子電量與光子電量比相同淆储。

??質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量比為?

質(zhì)子帶有一個正電荷冠场,由此可見,質(zhì)子中應(yīng)該包含相當(dāng)于918個正負(fù)旋轉(zhuǎn)電子對和一個正電子本砰。

??質(zhì)子質(zhì)量與光子質(zhì)量比為

由此可見碴裙,質(zhì)子中包含有

個光子。

質(zhì)子的自旋方向量子數(shù)為:

質(zhì)子的自旋磁矩為:

或者仿效電子自旋磁矩的推導(dǎo)為:? ? ??

式中

也是表示質(zhì)子的自旋磁矩点额。

電子的反粒子是正電子舔株,那么質(zhì)子的反粒子就是負(fù)質(zhì)子,負(fù)質(zhì)子應(yīng)該包含相當(dāng)于918個正負(fù)旋轉(zhuǎn)電子對和一個負(fù)電子还棱。

質(zhì)子的自旋磁矩载慈,順著磁場的為正,反著磁場的為負(fù)珍手。所以電荷相反或自旋相反的办铡,磁矩也相反。即帶電粒子在磁場中的表現(xiàn)與兩個因素有關(guān)琳要。其一是電荷的正負(fù)寡具;其二是自旋的轉(zhuǎn)向。

中子的質(zhì)量為?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (939.56563MeV/c2)

? 中子質(zhì)量與電子質(zhì)量比為?

中子不帶電荷稚补,由此可見童叠,中子應(yīng)該包含相當(dāng)于919對正負(fù)旋轉(zhuǎn)電子對。

??中子質(zhì)量與光子質(zhì)量比為

由此可見,中子中包含有

個光子。

中子的自旋方向量子數(shù)為:

中子的自旋磁矩為:

????

§2.2 ?質(zhì)子的三種相互作用力

§2.2.1 質(zhì)子具有質(zhì)量躁倒,因而質(zhì)子間有萬有引力作用

        ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3.1)

式中 G為萬有引力常數(shù),

粪般; 

為質(zhì)子質(zhì)量;d為兩個質(zhì)子間的距離污桦。

§2.2.2 質(zhì)子具有電量亩歹,因而質(zhì)子間有電性力作用 

      ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3.2)

式中

為質(zhì)子電量;

為真空介電系數(shù)。


§2.2.3 質(zhì)子具有磁矩小作,因而質(zhì)子間有磁力作用   

     ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3.3)

式中 

為質(zhì)子的磁矩亭姥;

為磁導(dǎo)率。


§2.3 質(zhì)子間相互作用力的比較

§?2.3.1 ?電性力和萬有引力的比較 

 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(3.4)

由式(3.4)知顾稀,電性力比萬有引力大

數(shù)量級达罗,質(zhì)子間的萬有引力是很小的,可忽略不計静秆。

?

§?2.3.2 ?電性力和磁性力的比較

因為質(zhì)子間的電力與

成反比粮揉,而質(zhì)子間的磁力與

成反比。磁力比電力的變化快抚笔,所以在某個距離上扶认,質(zhì)子間的電力可以等于磁力,由

殊橙,則有

      ? ? ? ? ? ? ?(3.5)

解得   

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??(3.6)

由式(2.6)我們看出辐宾,當(dāng)兩個質(zhì)子間的距離小于

時,磁力大于電力膨蛮,磁力占主導(dǎo)地位叠纹;當(dāng)兩個質(zhì)子間距離大于

時,電力大于磁力鸽疾,電力占主導(dǎo)地位吊洼。在微觀領(lǐng)域训貌,質(zhì)子間的電力可忽略不計制肮,因為它遠小于磁力。

§2.4 質(zhì)子的基本組態(tài)

和電子一樣递沪,質(zhì)子間的萬有引力太小了可以忽略豺鼻。因為質(zhì)子所帶電荷有正、負(fù)之分款慨,而質(zhì)子的自旋有兩個方向儒飒,所以兩個質(zhì)子間也應(yīng)該和電子一樣,可能有四種基本組態(tài)檩奠。? ? ?

但這是不可能的桩了。

因為質(zhì)子帶有正電荷,帶負(fù)電荷的反質(zhì)子基本上是理論上的猜測埠戳,并不多見井誉。而質(zhì)子的形狀像個“星系盤”,兩個質(zhì)子間的磁電平衡距離是

整胃,大于這個距離是電力起主要作用颗圣,兩個質(zhì)子正電相斥,不可能形成“雙星系”。小于這個距離是磁力起主要作用在岂,但質(zhì)子的直徑是d=1.68368×10?15?米奔则,兩個質(zhì)子就會發(fā)生碰撞,也不可能形成“雙星系”蔽午。

兩個質(zhì)子還可能形成怎樣的組合形態(tài)呢易茬?最有可能的就是形成串接形態(tài)。如下圖:?

這就是實際上并不存在的氦2的核及老。為什么這種結(jié)構(gòu)不能存在呢疾呻?

??因為兩個質(zhì)子間的磁電平衡距離是

,大于這個距離是電力起主要作用写半,兩個質(zhì)子正電相斥岸蜗,不可能形成“串”。小于這個距離是磁力起主要作用叠蝇,兩個質(zhì)子相互接近就會發(fā)生碰撞璃岳,也不可能形成“串”。

這時候如果中間加上個中子悔捶,中子不帶電卻帶有反向磁矩铃慷,使兩個質(zhì)子在接近磁電平衡的距離上,既不能靠近蜕该,也不能脫離犁柜。只能結(jié)串旋轉(zhuǎn)。如下圖:

這就是氦3的核堂淡。

同理馋缅,氘,氚绢淀,氦4的核子都是這樣形成的萤悴。如下圖:


第三章?元素原子形成的冷聚變機理

宇宙初始,宇宙空間充滿正負(fù)光子皆的,在磁力的作用下形成了電子覆履、質(zhì)子、中子以及形形色色的介子等基本粒子费薄。這是宇宙形成冷聚變的第一階段硝全,磁力塌縮階段。

宇宙形成的第二階段楞抡,電力塌縮階段伟众。在電力塌縮階段形成了形形色色的元素原子以及形形色色的同位素,當(dāng)然所有核子的形成仍然是個磁力塌縮的過程拌倍。?

§3.1 惰性氣體原子核形成的規(guī)律

這里我們研究的是惰性氣體原子核的理論標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)赂鲤。

第一周期惰性氣體氦4的原子核就是一個α粒子噪径,含兩個質(zhì)子,兩個中子数初,也可看成是由兩個氘核組成的串找爱。? ? ? ? ? ? ? ??

第二周期惰性氣體氖20的原子核由5個α粒子構(gòu)成。一個在中間泡孩,另4個前车摄、后、左仑鸥、右圍繞在旁邊吮播,組成一個旋轉(zhuǎn)體系。中間的氦核磁N極向上眼俊,周圍的4個氦核磁S極向上意狠。它們之間的相互作用是磁力。? ? ? ? ? ? ?

第三周期惰性氣體氬36的原子核由9個α粒子構(gòu)成疮胖。一個在中間环戈,另8個圍繞在旁邊,組成一個旋轉(zhuǎn)體系澎灸。中間的氦核磁N極向上院塞,周圍的8個氦核,磁極N和S相間向上性昭。? ? ? ? ? ? ?

第四周期惰性氣體氪72的原子核由18個α粒子構(gòu)成拦止。每9個組成一層,共兩層糜颠。也可以看成是由兩個氬核組成的串汹族。? ? ? ? ? ? ? ? ??

第五周期惰性氣體氙108的原子核由27個α粒子構(gòu)成。每9個組成一層括蝠,共三層鞠抑。也可以看成是由三個氬核組成的串。? ? ? ? ? ? ??

第六周期惰性氣體氡172的原子核由43個α粒子構(gòu)成忌警。中間三層就是氙108的核,27個α粒子秒梳。在最上面一層法绵,向外再排兩圈,每圈8個酪碘,兩圈共16個α粒子朋譬。?

第七周期惰性氣體236的原子核由59個α粒子構(gòu)成。是在172核的基礎(chǔ)上(43個α粒子)兴垦。最下面一層向外再排兩圈徙赢,每圈八個字柠,兩圈共16個α粒子。

第八周期惰性氣體336的原子核由84個α粒子構(gòu)成狡赐。是在236核的基礎(chǔ)上(59個α粒子)窑业,最上面一層再加一層,共25個α粒子枕屉。? ? ? ? ? ? ? ??

第九周期惰性氣體(假設(shè)它還是惰性氣體的話)436的原子核由109個α粒子構(gòu)成常柄。是在第八同期惰性氣體336核的基礎(chǔ)上(84個α粒子),最下面一層再加一層搀擂,共25個α粒子西潘。? ? ? ? ??

表3-1???A8 族(惰性氣體) 核基本結(jié)構(gòu)示意圖


§?3.2??第一周期元素的形成

第一周期包括兩個元素,氫和氦以及它們的同位素哨颂。質(zhì)子通過捕獲電子成為氫喷市,這是個電力作用的過程。氘核威恼、氚核东抹、氦3、氦4等等同位素核的形成仍然是個磁力作用過程沃测。

電子缭黔、質(zhì)子、中子是構(gòu)成元素原子的零件蒂破;氘核馏谨、氚核、氫4核附迷、4中子串以及氦核是構(gòu)成元素原子的部件惧互。雖然氫4核、4中子串單獨存在時容易衰變喇伯,但在核內(nèi)時還算穩(wěn)定喊儡,是經(jīng)常出現(xiàn)的。

在冷核聚變形成元素原子的過程中稻据,隨著質(zhì)子數(shù)量的增加艾猜,電斥力和離心力增大,必須增加中子捻悯,增大磁力匆赃。因為中子電中性,卻具有磁矩。

中子填充原則:質(zhì)子優(yōu)先;串連優(yōu)先宝冕;對稱平衡;首選層間瞬项;對應(yīng)占位蔗蹋。

  質(zhì)子優(yōu)先:中子和質(zhì)子結(jié)合磁力較大,中子和中子結(jié)合磁力較小囱淋。

  串連優(yōu)先:能穩(wěn)定串連時猪杭,首先串連。

  對稱平衡:在核內(nèi)串連以四中子串為限绎橘,超過的中子則對稱平衡占位胁孙。

  首選層間;隨著質(zhì)子數(shù)量的增加電斥力增大称鳞,必須增加中子增大層間和層面的磁力涮较,首選層間。

  對應(yīng)占位冈止。一二兩層的核子(例如兩個氦4)質(zhì)子對應(yīng)中子狂票。中子層間占位時,首選一熙暴、二兩層粒子相同的(例如兩個氦4)對應(yīng)占位闺属。?

根據(jù)筆者論著《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》第二篇第六章(參見《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》P157—P173≈苊梗科學(xué)技術(shù)文獻出版社掂器,2013年6月)的內(nèi)容,我們知道形成原子軌道時俱箱,服從以下量子關(guān)系:

? 電子軌道的空間取向角為:

空間取向角

国瓮,軌道磁矩與原子核磁矩平行。??

或者:??

第一周期只有2條圓形軌道狞谱。


§?3.2.1?氫(1?H)

圖一

圖二

圖三

§3.2.2氦(4He

圖一

圖二

圖三

§3.3第二周期元素的形成

第二周期包括8個元素乃摹。

電子、質(zhì)子跟衅、中子是構(gòu)成元素原子的零件孵睬;氘核、氚核伶跷、氦核是構(gòu)成元素原子的部件掰读。

在冷核聚變形成元素原子的過程中,隨著質(zhì)子數(shù)量的增加撩穿,電斥力和離心力增大磷支,必須增加中子,增大磁力食寡。中子填充原則:對稱原則;對應(yīng)原則廓潜;首選層間抵皱;優(yōu)先質(zhì)子善榛。

根據(jù)筆者論著《二十世紀(jì)物理學(xué)批判》第二篇第六章的內(nèi)容,我們知道形成原子軌道時呻畸,服從以下量子關(guān)系:

電子軌道的空間取向角為:

§3.3.1?鋰(7Li)

圖一

圖二

圖三

§3.3.2 鈹(9Be)

圖一

圖二

圖三

§3.3.3?硼(11B

§3.3.4?碳(12C

§3.3.5 氮(14N

§3.3.6?氧(16O

§3.3.7 氟(19 F

§3.3.8?氖(20Ne


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