電子帶負電荷,原子帶正電荷,爲什麼電子不會掉入原子核中?

講科學堂


本題可轉為“亞原子的自組織機制”,這是一個大課題,涉及多科目的物理學原理,需要物理新思維與新視野。自組織機制有六個視角:

亞原子自組織機制的框架:①真空場介質,②物態的層次,③形式的本質,④差異與運動,⑤擴散與碰撞,⑥引力與斥力。

一,真空場介質,是一切存在的本源。

1. 值得反思的五個問題:

①一望無際的太空,排除各種天體、宇宙塵埃、等離子體、電磁波,剩餘的是無處不在的真空場,不是絕對虛無吧?那究竟有何特性?

②一束高頻電磁波,從恆星輻射出來,經歷極其漫長的深太空,會不斷衰減降頻,如果沒有遇到障礙,最終化解成什麼形式呢?不是真空場介質麼?

③研究表明,真空場有能量。真空場分別在——質子內空間(0.1fm)、原子內空間(0.1nm)、地球大氣層(1千km)、地球輻射帶(10萬km)、遙遠深太空(100億km)——的能密分佈,應該截然不同吧?

④你抓住一個玻璃杯,皮膚與玻璃之間,各自所含的電子,不是直接接觸吧?那是什麼在接觸呢?

⑤陶瓷塗敷的青花釉,可以解釋為特定染料的原子光譜,你摸到的是真空還是光子?藍色光子不是特定能密的真空介質麼?

2. “真空以太”可修正為“真空場介質”

100多年前麥克斯韋等人秉持的以太理念,不是空穴來風,技術侷限而未能實證,邁克爾遜莫雷實驗,只證明不存在“以太風”,隨之而來的是徹底否定真空場介質,後果很嚴重。

真空場的定義:真空場(簡稱場)是承載角動量或作用力的制衡熵增加的引力場。

場量子的定義:場介質的量子,叫場量子或引力子。不同能密的場量子,統稱玻色子,諸如:介子、膠子、光子。

場量子,可抽象為球形漩渦子,有自旋、體積、有質量、有能量。

場與亞原子或費米子一樣,場量子以光速自旋。最低能態的場量子,叫基態場量子。

3. 場物質有“構造-承載-制衡”三特徵

構造性:壓縮一個特定體積的空間,即在不同的高壓高溫封閉系統,把若干引力子收縮到不同的密度,可以得到:光子、介子、膠子、中微子、電子、質子。

反過來,在不同的低壓低溫開放系統,例如,光子可以衰變、降頻、最終消散為引力子。

承載性:自旋的電子,輻射自旋角動量,激發大量場量子,做徑向有序的推湧,即電磁波,被激發的場量子集團,就是光子。換句話說:光子是承載角動量的場量子集團。

制衡性:根據熵增加或濃度擴散原理,自旋亞原子,總要輻射自旋勢能Ep=mc²。這種固有的發散性(離心力),必然受到真空收斂性(引力場)的制衡,形成一種動態抗衡。否則,亞原子就會耗盡勢能而失去自我。

二,場物質密度,決定不同層次的物態。

亞原子,尤其是電子與核子,是極其穩定的超高密度的超微體積的漩渦子。亞原子的外空間,有制衡性的較高能密的場介質。

固態物質的較高密度,是因為亞原子的分佈密度較大,熵較小。所接觸的界面,是電子附近的較高能密的場介質。

液態物質的較低密度,是因為亞原子的分佈密度較小,熵較大。所接觸的界面,是電子附近的較低能密的場介質。

氣態物質的更低密度,是因為亞原子的分佈密度更小,熵更大。所接觸的界面,是電子附近的更低能密的場介質。

等離子體的很低密度,是因為亞原子的分佈密度很小,熵很大,是因為亞原子的分佈密度很小。所接觸的界面,是電子與質子附近的很低能密的場介質。

微波背景的極低密度,是因為亞原子全部衰變為基態場量子,熵最大。此時,我們接觸的是場量子本身。

三,粒子光速自旋,是自我存在形式的根源。

宇宙萬物的存在形式,取決於各自內空間的亞原子的分佈密度,亞原子是可探測的。有亞原子存在的物質,叫有形物質(visible matter)。

場物質的亞原子分佈密度為零,沒有可直接探測的具體存在形式。無亞原子存在的物質,叫無形物質(invisible matter),也叫暗物質(dark matter)。

亞原子,可能千奇百怪,但都以光速自旋,就必然是漩渦體,按照微積分思維法則,就可以抽象為準質點的漩渦球。

唯有在光速自旋之超高能的條件下,亞原子才可能成就自我的獨立存在形式,進而獲得自身的固有的自旋勢能Ep=mc²與相應固有質量m。

亞原子的自我存在形式,決定質量是永恆不變。化學變化但亞原子不變,則質量守恆。

場量子,無法測得可能形態。但根據電子能級效應,可賦予場量子是光速自旋的漩渦體,這是定量分析的先決條件。

場量子有能量與有能密,就一定有對應的質量與體積。可自洽解釋一些困惑:核子=費米子+玻色子。中子=質子+電子+中微子+場量子。

質量虧損,忽視玻色子質量,不是一個科學命題。質量守恆定律屬於第一性原理。

電子與質子各有自我空間,若沒有場物質的制衡或隔開,聽憑電磁力貼在一起,就會破壞賴以生存的光速自旋,電子與質子將不復存在。

四,物質分佈差異性是物質運動的根本動力。

關於第一推動力,從亞里士多德到牛頓到誰誰,苦苦追尋了數千年。宇宙爆脹論與上帝創世論並無二致。

問為什麼運動是絕對的?就要問運動的原因。物質不是封閉的,必受環境影響,差異性分佈是絕對的。有差異,就一定有熵增加、濃度擴散、干涉、摩擦、碰撞。

基本粒子的自旋結構,其轉動慣量的分佈,也是不均衡的。赤道兩極截然不同,軸向就會傾斜,就會旋進、進動、歲差、繞旋、漂移。

電子自旋會引起電子漂移與進動,電子與質子間的庫倫力,迫使漂移變成繞軌。電子的漂移也會抵制質子對電子的吸附。

五,熵增性擴散與熵減性碰撞是相輔相成的。

有差異性,就有濃度擴散運動,就會使物質分散、分解、發散、消散,趨向一種最無序震盪與最均勻分佈的狀態,這就是封閉系統的熵增加原理,適用於“準封閉”的太陽系模型。

但是物系不可能不受外界影響。在熵增加發散的同時,無序震盪的亞原子與場量子都可能相互干涉與碰撞,康普頓效應是不可避免的。

即便是用1個電子撞擊1個質子,也未必一定使它們結合在一起變成1箇中子。

因為電子與質子極其穩定,界面的場物質,有強大的抗衡機制。正負電子絕不會輕而易舉發生湮滅反應。

六,熵增減原理,可演繹萬有引斥力定律

由於濃度擴散,光速自旋的亞原子,總要發散自身的自旋勢能,沿著切線方向形成勢能梯度:F=▽×Ep=mc²/r,這是亞原子固有的斥力,也叫離心力或慣性力。

附近的真空吸引力同時制衡亞原子離心力。越是靠近亞原子的南北兩極,真空引力場越強。

類比:高速自旋的電風扇,其軸向附近有真空引力場。把一張紙條放在附近,會被吸進去。高速飛行的機翼上方附近,會產生強大的真空引力場,把幾百噸飛機拉上去。

自旋電子與自旋質子的軸向附近,也會有相應的真空引力場,以維持自身的獨立存在。

小結:不考慮超高溫與超高壓的外來影響,核外電子不可能吸引到原子核上。這涉及場介質的抗衡機制。而光速自旋是粒子自組織機制的核心要素。

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物理新視野


這個問題可以有很多種解釋,其中行星模型再結合量子力學的電子概率雲模型就可以很好地解釋了。但是今天我們再討論一種新穎的解釋方法:核力



我們都知道,原子核中的中子和質子之所以可以穩定地結合在一起而沒有分開,就是因為核力的存在。核力它是一種短程力,屬於強相互作用力,比引力要強10^35倍以上,比庫倫力也強的多。它的作用範圍僅在約1.5*10^-15m內。核力在大於0.8*10^-15m時表現為吸引力,且隨距離增大而減小,超過1.5*10^-15m時,核力急速下降幾乎消失;而在距離小於0.8*10^-15m時,核力表現為斥力。核力與電荷屬性無關、且存在飽和性。



知道了核力的性質,我們就討論一下電子為何不掉入原子核中。因為電子雖然具有一定的動能,但是這種動能還是太小,即便是加上電子和質子之間的庫侖力,都不足以克服核力能壘使電子進入原子核。當然,如果壓力足夠大,比如超新星爆炸時,核心的巨大壓力就可以給電子足夠的力克服核力能壘,從而直接把電子壓入原子核然後再和質子結合形成中子。



但是,在我們正常的物質組成中,我們根本就無法給出如此大的壓力,故而電子也沒有足夠能量克服核力能壘進入原子核。


PhD肖


題主第二句,應該是“原子核帶正電",原子對外不顯正負電,只有在電離狀態下,對外顯正電,屬於失去核外電子的離子態。電子為什麼沒有掉進原子核?早期科學界曾經認為原子就如縮小的太陽系,電子繞原子核旋轉,跟行星繞太陽運轉差不多,隨著核作用力和量子力學研究的深入,人們才認識到原子跟太陽系的引力作用還是有區別的。磁力和引力的共性,是它們的力場都產生於宏觀物質和微觀物質的螺旋旋渦運動,星系產生於星雲的扁平螺旋旋渦裡,科學家也稱電子為電子雲霧,說它們都是旋渦體系,是符合物質宇宙構造宏觀和微觀物質個體規律的,太陽系的引力平衡態,與原子的能量磁力平衡態,從力學原理上講,還是沒有本質區別的,量子的能量包,其一份一份性,就是螺旋旋渦的週期性,螺旋運動都是滿一個週期,才能進入下一個週期,螺旋結構物質的週期性,決定了量子整體份量,就像螺旋圓周運動不會以二分之一三分之一進入下一個週期,能量子也不會以幾分之幾釋放,而是以波包的形式存在,波就是螺旋的變形形式,分析這些,講的都是微觀宏觀的共同之處,科學家追求大統一,應從宇宙物質的螺旋運動和螺旋結構去考慮,電子的能級跟行星的軌道有何異同,是可以搞清楚的。一點淺見,歡迎閱者雅正!


長眉1958



3級粒子


電子沒有體積,怎麼會掉入原子核中。

電子是能量,是依賴於金屬態氫離子而存在的磁場;電流是磁場裡光速流動的金屬態氫離子聚合形成新物質時產生的電磁波(衝擊波)。

宇宙射線或導體切割磁力線產生金屬態氫離子,金屬態氫離子自旋的“磁矩”與“被切割磁力線”相互作用,這就是所謂的“能量”——光。

電子的能級或軌道是金屬態氫離子光速自旋產生的“磁力矩”。“北極光”就是太陽射線產生的金屬態氫離子定向北移與地球磁力線相互切割產生的能量。



金童希瑞


這個問題可利用不確定性原理加以理解。不確定性原理是一條深邃的原理,物質世界的許多基本秩序都由該原理確定。該原理聲稱,某對象的位置變化量與動量變化量的乘積不能無限小,並且不小於某一微小的常數。比如在x方向上的具體表現是Δx.Δpx≥h,h是普朗克常數。就是說,把一個對象越侷限狹小的區域內,這個對象就越需要一個較大的動量與其匹配,即Δx減小會導致Δpx增大。有了這些觀念就可以估計一下原子應該具有的尺度。以氫原子為例,設電子出現在原子核(質子)周圍半徑為Δr的球形區域內,在x方向電子至少應具有動量Δpx=h/2Δx,同理電子在y,z方向的動量最小值分別是,Δpy=h/2Δy,Δpz=h/2Δz。電子相應的動能

Ek=(Δp)²/2m=h²/(8mΔr²)

≈3.8×10^-19/(Δr)²eV.

而電磁力能夠提供的靜電勢能

Ep=e²/(4πε0Δr)≈1.4×10^-9/Δr.

基於上述分析,如果電子被原子核俘獲,其位置範圍需要在Δr=10^-15m尺度,對應的動能Ek=380GeV,而靜電勢能Ep=1.4MeV,比動能小了5個數量了。可見靠原子核與電子之間的靜電吸引是無法將電子束縛在原子核尺度內的。如果將電子的範圍束縛在原子尺度內,即Δr=10^-10m,則電子動能與勢能具有相同數量級。所以原子具有10^-10m尺度是合理的,也是必然的,因為構成原子的基本作用是電磁力。


遠處之光


為什麼電了帶負電荷?原子核帶正電荷呢?*有答案嗎?電子的運動速度能量力低於原子核的運動過程的吸引力是會被吸入原子核的,原子核的屬性有保持一定的恆值,當原子核的能量超越了這一恆值時會產生另外個原子核的運動過程,但是大自然的正常態大多數電子都是圍繞著原子核運轉的,電子受原子核的吸入會產生什麼效果我也不知怎麼論證,這需要檢驗才能有理論的可行性說法,從大自然的規律現象分析,這種電子被原子核吸入的可能性推理是很可能存在的廣泛問題,這個問題會不會是前緣物質的粒子進化演變為後續物質的分了系列的千千萬萬組合提供一個方面的內容呢?這有待於科學的檢驗與論證!


適物


微觀世界裡,軌道運動的概念不再適用,必須用量子理論描述。 量子理論發現,原子裡的電子實際上是以幾率的方式出現:每次觀測,電子的位置都是隨機的,所謂“軌道”就是在某些地方"出現"的幾率大。如果用能量狀態表述,帶負電的電子在原子核的電場中只能處於一些特定的能量狀態,而且最低能量狀態不是零;也就是說當電子處於最低能量狀態時也不會處在原子核的中心(零能量)。


手機用戶3503570243


為什麼一定要掉進去呢?已知,在原子體系中,電子是有能級的,最靠近原子核的電子能量最小,越靠近外面的能量越高!如果電子從高能級向低能級躍遷,就會釋放能量!因此,如果不釋放能量,電子是不會掉進去的!相關理論有泡利不相容原理等量子力學方面知識


心意所指


更正一下:應該是原子核帶正電!電子不能落入原子核的主因是電子的自旋磁矩和原子核及其中的質子的自旋磁矩相互作用!此相互作用使電子往切向運動!因自旋磁矩是量子化的,所以導致電子繞原子核運動的軌跡也呈現量子化現象!也就是電子落入厚子核徑向運動過程中,受切向磁力作用而無法落入原子核!


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