质子数等于(如何看待质子数和中子数)
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首先,分析原子核中中子和质子的数量特征和成因。
在原子核中,除了氢原子以外,任何原子中的中子数都大于它的质子数。为什么会有这样的规定?
我们知道,只有氢原子只有一个质子为核,其他原子核中都存在中子,中子的数量大于质子。现代科学解释,原子核是由强相互作用形成的,强相互作用的作用距离很短,超过这个距离强相互作用就消失了。那么强相互作用的作用距离是如何形成的呢?
其实从宏观到微观,任何宏观物体和微观粒子都有其作用范围,这里的作用范围当然包括:引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用,也就是自然界中四种基本相互作用的作用范围。它们的作用范围由:R=C/ω决定,其中C为光速,ω为宏观物体或微观粒子的角速度,R为宏观物体或微观粒子的半径。从宏观到微观,超出这个范围,自然界中“存在”的相互作用就消失了。现在公认原子核的半径在10-15米的数量级,这意味着质子和中子的半径必须小于10-15米。中子和质子的作用范围是R = C/ω。由于微观粒子的角速度很大,质子和中子的角速度也特别大(这可能是原子核能量特别高的原因),导致它们的作用范围R = C/ω小于10-15m。也就是说,在原子核内部,只有相邻的原子核(质子和中子)可能在原子核的“大数据”面前,我们不得不承认,除了氢以外还有没有中子的原子核,其他元素的原子核都有中子,而且中子的数量大于质子。这个规律的内在原因是中子和质子的作用范围。中子和质子肯定有引力,但是没有静电力,所以原子核内部质子和质子之间不可能有静电力。也就是说,在原子核中,由于中子的存在,可能不存在质子与质子之间的相互作用(即不存在静电斥力)。原子核的组成规律是:一个稳定的原子核由一个质子和一个中子相互作用或一个质子和几个中子相互作用组成。质子和中子结合会形成原子核,质子和中子之间没有相互作用。在原子核内,质子相互作用,原子核会变得不稳定,即发生衰变或其他核变化(如核反应)。正因为如此,原子序数越大,质子-质子相互作用的可能性就越大,原子核就越不稳定,这是必然的。这也是为什么在千变万化的多元宇宙中,发现的元素只有一百多种的重要原因。
我们正在分析核聚变。原子核是指质量小的原子,主要是氘。在一定条件下(如超高温高压),只有在极高的温度和压力下,核外电子才能摆脱原子核的束缚,使两个原子核相互吸引碰撞在一起,原子核相互聚合生成质量更重的新原子核(如氦)。虽然中子的质量相对较大,但也可以用在这个碰撞过程中,因为中子不带电。这是核反应的一种形式。为什么核聚变的物质不是氢?因为氢核中没有中子,所以是两个质子的作用形成一个新的核。不仅有重力,还有静电力。与氘(两个氘合在一起可以屏蔽静电力)相比,氢不容易形成新的原子核,从而形成新的原子。
从宏观到微观,任何物体的范围既不能无限也不能无限小。我们用我们熟悉的地球的数据来计算地球的范围。地球赤道半径约为6.4× 106m,地球自转线速度约为460m/s,因此地球的作用范围为R=C/ω=CR/V,其中C为光速,R为地球半径,V为地球自转线速度。所以地球的作用半径是:R = C/ω= Cr/V = 3×108×6.4×106/460 = 4.2×1012m,这是地球的作用球面,或者说是地球的引力半径。其他宏观物体和微观粒子也可以根据各自的相关数据用同样的方法得到。
二、探索原子核内质子和中子的定量规律的启示。
利用宏观物体与微观物体的相互作用范围定律——R = C/ω,可以探索四种基本相互作用的统一性。引力理论新思维:自然界的四个基本力原理还是统一于引力原理。引力是由旋转和辐射形成的。可以说,引力的大小主要与旋转的角速度和辐射强度有关。理论上推断引力的大小与旋转的角速度和辐射强度成正比。其实爱因斯坦空弯曲的本质就是辐射的弯曲。引力的本质是物体之间相互纠缠和辐射作用的结果。旋转使辐射弯曲,所以引力是向心的。
无论是宏观物体还是微观粒子,力存在的充要条件是:1。一方的辐射半径存在于另一方的辐射半径内;2.两边的辐射半径有一个相交区域,两者必是其中之一。宏观物体和微观粒子都不可能有无限大的辐射半径,它们的辐射半径为:c/ω,其中C为光速,ω为物体旋转的角速度。辐射的半径就是它们引力场的半径,也就是引力半径。无论宏观世界还是微观世界,都处于交叉辐射的纠缠和作用中,产生不同的聚集态和不同的运动态。
质子和中子的高速旋转(中子和质子的角速度极大,产生极强的辐射强度,最终形成强大的引力场)导致质子和中子的辐射几乎会聚在质子和中子的表面(10-15m以内),也就是质子和中子半径比较接近的位置,或者准确地说,质子和中子的辐射半径。只有质子和中子相互靠近到10-15m或更短(它们的辐射半径相交)才会相互吸引,否则连两个中子都不会相互吸引,何况两个质子。只要质子和中子相互吸引,吸引力就大于两个质子的静电斥力。当质子和中子之间的距离大于10-15m(它们之间的辐射不相交)时,它们之间的引力消失,强相互作用消失。
关于电磁力,现代科学结论,1968年,电磁和弱相互作用统一了。它们是同一种力的两个方面,现在称为弱相互作用。其实电磁力的本质是:一个物体原子中原子核和电子位置的相对有规律的排列,表现出物理性质。众所周知,带电的导线和磁铁是组成物体的原子核和电子的位置相对规律的结果。宏观引力和电磁力的本质区别在于:宏观物体中的原子排列不规则,原子核和电子没有明显的特定位置取向。重力主要来源于宏观物体的辐射和旋转(旋转弯曲辐射);电磁力正好相反,所以一般情况下,宏观物体的电磁力远大于重力。研究电磁力时,重力的影响往往可以忽略。