原子论201预印版-国家科技图书文献中心.doc

对原子结构模型的研究进展(修改) 杨发成 摘要：在近代科学中，通常认为原子结构就是卢瑟福实验支持下的电子绕核高速圆周运动，库仑力提供电子绕核高速圆周运动之向心力。但是，当一个电子在电场力作用下向一质子运动，它最终与质子相撞击，若它们之间是弹性碰撞，则电子将沿电场线方向作简谐振动；若它们之间是完全非弹性碰撞，则电子将坠落于质子表面不得动弹；本文以氢原子作为研究对象，从微观尺度通过电场线之间力传递的模拟研究，得出与以往不一样的结论。 关键词： 电子；质子；中子；电场线；原子结构 引言： 本文对原子结构之思想理论，源自1981年作者对磁场及万有引力场的场结构研究，认为当两场源体相距大于或场等于场线范围，它们之间之作用力遵循万有引力或库仑定律；当两场源体相距小于场线范围，它们之间之作用力并不严格遵循万有引力或库仑定律，而当它们相距非常近时，吸引或排斥迅即増大，一旦相距近乎于零时，它们之间表现为不相作用，有些类似核子之间的相互作用。 1. 最简原子结构模型 宇宙中的最简原子，那就是由一份质子和一份电子组成的电中性系统，其稳定结构猜想如图1所示。霍夫斯塔特于上世纪五、六十年代实验探究测得，质子半径R在1.1×10-15 m范围，电子半径更小。这里作者假设，处于温度在绝对零度（-270℃）附近环境中，设想有一真空透明玻璃柜里放置了一枚孤独的质子，在无穷远处释放一枚初速度为零的电子，这时它们在库仑力作用下（电子、质子）均做初速度为零的加速运动。因质子质量远大于电子之质量，由牛顿定律F=ma，则可认为质子“静待”于原处，而电子做持续不断的变加速运动。因“质子-电子”连线上不受其它外界影响，电子在核电场力作用下高速坠向核（质子），最终一头砸向质子的怀抱，此刻电子实体将触底反弹，如图1所示。 图1.电子坠落质子示意图 电子在此过程中，大多象殒石坠向地面，在坠落地面之前受万有引力持续蓄能，一旦与地面接触，即刻受到地面对它的支持力FN 。此刻，电子动能转换成光能辐射出去，一般地经一次或二次或多次光辐射，电子或在质子竖直方向上空振动片刻，最终组成一个稳定氢原子【见图1】。当外界没有任何温度的情况下，氢原子里的电子也就不可能获得外界的光能，所以它也没有热振动。电子占据着本属于自已的空间、默默“静待”于此。另外，因质子、电子存有自旋属性，退一步讲，即便电子因质子自旋所致的绕核运动，它亦是沿球形等势面滑动或平移，如同在地球表面穿上冰鞋在冰面溜冰。显然，质子表面对电子的支持力FN，等于电子受核对它库仑引力——电子在原子核表面的合力为零。所以，电子在原子核表面可能存有“静态”或沿等势面的随几滑动，而不是在原子核上空做高速圆周飞翔。卢瑟福、玻尔等人假设的电子如同行星绕日高速旋转，较大程度上存有主观臆断。 图2. 氢原子结构图示 2. 氢原子、分子结构猜想模型 氢原子由质子与电子形成电中性，但各自的自旋磁矩强度不同，实验测得电子自旋磁矩强度是质子的659.6倍。显然，由两个氢原子结合的氢分子，作者认为氢分子的形成与氢原子磁矩密切相关联。所以，由两个氢原子缔结的氢分子，电子在两质子连线内侧上，两电子自旋方向相反的。两个氢原子结合为一氢分子，是由电子磁矩间的磁场力作用而形成，其结构示意如图3示。猜想，假若要使一氢分子分离为两个氢原子，其主因是克服电子磁矩间的磁场作用力。 图3. 氢原子结合为氢分子的磁矩示意图 3. 氢原子、分子热运动机制探源 由物体的热涨冷缩（除水分子外）可以猜想，当原子的核外电子吸收了外界的热量，——实为光辐照，包括所有频率的光。它（原子）的体积会变大，这一经验事实说明，电子获取能量后会远离原子核。正是这个特性，使得氢分子在很低温度下成为了气态。具体作用机制如图4（a）所示。假设桌面上有几个氢分子A、B、C、D、… 等，它们处于绝对零度附近。当外界瞬间以光、热照射时，各氢分子中电子获得光子能量，于是原子瞬间产生极化为“正-负”电偶极子，如图4（b）所示。由于各个电偶极子取向为随机性，所以，在A、B、C、D、… 等间产生同性相斥及异性相吸，于是，各个被瞬间极化的氢分子开启了运动的大门。由于电子在高（势）能位没有立足之基，就象我们向高空抛物一样，在“重力”作用下回落原处，则电子在高能位回基态又将向外辐射光能。接下来，只要外界持续给能——保持一定温度，它们又重复着上次相似之过程。因氢分子质量小，电子只需在微小振动情况下产生较小电偶极性，原子或分子间的这点微小斥力或吸引，电偶极性足以使相邻或不远处的原