耶魯大學觀察到量子躍遷,動搖了哥本哈根詮釋?量子躍遷本質探索

1、回顧部分:

1.1、相關報道摘錄

耶魯大學最新發表在Nature上的一項研究表明,我們能夠計算出某個時間量子躍遷發生的概率。

實驗首次捕捉到了躍遷中的量子系統,這意味著量子躍遷並非哥本哈根詮釋所認為的完全隨機、瞬時發生的過程,而是更符合薛定諤的波函數理論。

實驗的意義還遠不止於此。研究人員利用高速檢測系統,成功標記出量子躍遷即將出現的時候,在半路“抓住”它,然後再逆轉,將系統恢復到初始狀態。

如此一來,在當年的量子論哥本哈根詮釋中,物理世界中不可避免的隨機過程,現在被證明是可以控制的,我們能夠掌控量子。

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1.2、這是否預示量子物理學危機?

這個實驗是激動人心的實驗,還是在顛覆量子物理學的三觀?是量子力學的烏雲,還是物理學突破?

現在還不明確,只能靜觀其變。

量子物理是完全建立在實驗和觀察的基礎上,是嚴謹實證而發展起來的物理學分支,到了今天,量子物理的大廈基本建立,它與經典物理學、相對論形成了物理學三國鼎立的抗衡局勢,甚至還有後來居上之勢,它確實取得了很大的成就。

但是,量子物理對實驗現象的解釋和量子本質的論述,卻非常蒼白無力,所以,量子物理自創立到現在的近百年的時間裡,質疑和爭論從未停止,被稱為世紀之爭。

以波爾為首的哥本哈根派,對量子物理的詮釋是主流學派,具有權威性。

而在量子物理的世紀之爭中,愛因斯坦卻敗下陣來,而更多的其它理論詮釋,都在實驗和實證中統統倒下,而哥本哈根詮釋卻頑強的挺過來。

在量子物理裡,普朗克常量是神一般的存在,可是這個常量來自哪裡?本質是什麼?卻無可奉告。

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粒子具有波粒二象性是無可辯駁的事實,可是波粒二象性的詮釋,卻是哥本哈根派毀損常識的荒唐解說。

在電子雙縫干涉實驗裡,直教無數人懷疑這個現實的世界,到現在都沒有一個統一的論述結果,更不要提鬼魅般的量子糾纏。

當年海森堡宣稱不確定性原理時,物理界完全沸騰了,其批判和厭惡幾乎把海森堡淹沒在口水裡。

今天,量子物理好不容易支撐起疲憊的身軀,耶魯大學卻宣稱觀察到量子躍遷,它是可以預測的概率,是可控的,如果被確證,是不是又是量子物理的一場風雨飄搖?

當然,先還是歇著,靜聽和旁觀,畢竟披露的內容不多。

哥本哈根詮釋統治了量子物理近百年,就算真的顛覆了,也很正常,科學是後浪推前浪,前浪死在沙灘上。

如果哥本哈根詮釋失效,量子物理的理論真的更加空白,注意,這裡是指量子物理理論,這並不影響量子物理的實驗和應用,即使錯了,也僅僅是換一個詮釋而已,並不恐怖!

那麼,各路大神的新的理論自然更有理由來填補,爭論其實是個好東西,不罵就行。

所以,這篇文章依舊延續上篇,看量子物理的新詮釋,也僅僅供討論和參考。

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2.、慣性圓周運動論

關於量子躍遷的新理論詮釋,比較複雜,分幾部分來講解,通過理論推導,最後才做出電子躍遷的詮釋,所以有興趣的讀者需要細心解讀。

上篇討論到第二部分,下面繼續分述第三部分。前篇文章兩部分的相關內容,主要講述了兩個基本原理,歸納如下:

2.1、慣性圓周運動論

慣性圓周運動原理:一切粒子在不受任何干擾作用下,將保持繞一核心作勻速自旋和週轉的運動狀態不變,直到被幹擾破壞為止。

以電子為例,電子在不受任何干擾的前提下,電子將繞核勻速的週轉,並同時自旋,有確定的速率和確定的軌道。

但是,在一個開放的自然環境裡,極小的電子總是不斷受到不可預測的,或者說是不確定性的干擾。此時,電子的慣性圓周運動就常常被破壞,表現為電子的速度和軌道被常態性的改變,所以電子的實際運動狀態就成為了不確定性運動狀態。

另一方面,電子太小了,任何對電子的觀察和測量行為,都是對電子的干擾,因為觀察是“光察”,測量是“電量”,都是對電子慣性圓周運動干擾和破壞,這加劇了電子的不確定性,使得觀察下的電子運動狀態測不準。

但是,電子在相對平衡狀態,在物體內部、在不受觀察擾動時,會相對的維持慣性圓周運動狀態,或者,在干擾減小或停止,仍將恢復到慣性圓周運動狀,所以,電子運動規律符合圓周運動概率,如薛定諤方程。

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2.2、慣性圓周運動與牛頓經典物理的區別與聯繫

在上篇文章發出以後,很多人老是批評,說這是在用牛頓經典物理去詮釋量子物理,是俗氣、過時與老套。

其實這是他們理解錯誤,牛頓理論之所以被量子物理拋棄,就是把直線運動當成慣性,而不是把圓周運動當成慣性。

所以,在這裡特別提醒讀者,這裡的慣性圓周運動與牛頓第一定律的慣性直線運動存在巨大的區別:

圓周運動論強調圓周運動是物體運動的本性,它不需要任何能量施加,而按照牛頓直線慣性運動論,圓周運動需要向心力來維持,認為圓周運動是慣性直線運動變性的加速運動。

恰恰相反,當確定慣性圓周運動論,必須要反過來理解:直線運動才是慣性圓周運動的變性,物體做勻速直線運動,必需要能量維持。

按照慣性圓周運動論,盧瑟福的原子“太陽系模型”,根本不用擔心電子會丟進核裡去,行星也無需太陽引力會照樣公轉,哪怕太陽消失不存在,其它行星照樣公轉,

按照圓周運動論,無論電子繞核公轉,還是行星繞恆星公轉,都是慣性運動,不需要質量中心和引力中心,不需要核心提供引力。

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圓周運動在天體和粒子中具有普適性,用慣性圓周運動理論來描述天體和粒子運動規律,應是普適的,是可行的,是創新而非套用。

另外,在牛頓第一定律中,描述物體不受任何力的作用下將永恆的作勻速直線運動,這是一個公設定律,是以一輛小車在不受力的作用下,後續運動狀態的預測作為推演依據,得出小車將永恆直線運動下去的結論。

事實上,牛頓眼裡的直線是地球的弧線,因為地球是圓的,海平面是弧面,用水平儀測量和製作的平直公路、屋面、甚至是桌面,都是平行地球大圓的弧面。

因此,牛頓第一運動定律中的直線,無限延長,就是地球的圓周弧線。

那麼,牛頓理想實驗中的那輛小車,當不受力時,如果地球是光滑的圓球,小車將永恆的繞地球週轉,而不是沿地球切線飛出去的直線運動。

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因此,牛頓第一定律是圓周運動定律的特例,只有圓周很大的宏觀天體,曲率很小的弧面,足以讓人類眼睛產生錯覺,可以近似看成是直線時,牛頓理論才是近似有效的,而對於半徑極小的粒子運動,圓周和軌道半徑極小,直線慣性的牛頓理論無疑錯得離譜。

顯然,牛頓直線慣性運動,只是圓周慣性運動論的近似定律,對於類似地球大的宏觀物理的近似計算結果,其誤差是可以忽視的,是精確的近似,是適用的,但是,在尺度極小的粒子世界,牛頓經典物理肯定是謬誤,被量子物理拋棄就是必然。

而圓周慣性運動,是對直線慣性運動的牛頓理論作出更正和迴歸,把天體和粒子歸與統一的圓周運動論中。

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2.3、電子的慣性能量

如果設電子不受干擾時的自旋速度是V1,繞核的週轉速度是V2,質量為m,則電子在任意點具有自旋動能E1和週轉動能E2,即有(如圖):

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E1=1/2mV1^2 (2.3.1)

E2=1/2mV2^2 (2.3.2)

電子的總動能E為:

E= E1+ E2=1/2mV1^2+1/2mV2^2 (2.3.3)

(注:當確定圓周運動是慣性運動時,圓周運動的動能式就是這樣的數學表達式。)

這樣,把(2.3.3)中的E叫做電子的總慣性能量,(2.3.1) 中的E1叫做電子的自旋慣性能量,(2.3.2)中的 E2叫做電子的公轉慣性能量,慣性能量也可稱為初始能量。

電子具有的慣性能量是電子慣性圓周運動的原因。

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2.4、共核公轉原理

共核公轉原理:在不受干擾的前提下,繞同一核心公轉的多個量子(電子),其軌道半徑與公轉速度平方的積等於共核公轉常數q。

R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q(2.4.1)(如圖)

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這個原理表示,同一元素的原子核外電子,在不受外界干擾時,無論電子處於哪一個電子層軌道,或者電子躍遷到那個軌道,其軌道半徑與公轉速度平方的積始終等於共核公轉常數q。

這一原理在宏觀天體和微觀粒子中均成立,這在上篇作了詳細的分析、理論論證和實例證明。

所以,無論是同種元素的核外電子、地月系的月球和人造衛星、還是太陽系的行星、土衛系或木衛系等,只要是繞同一個核心點公轉的粒子系和天體系均成立,每一個共核系都有自己獨立不同的共核公轉常數q。

在太陽系裡,所有行星都是繞太陽核心公轉的共核系,因此,所有行星的公轉軌道半徑與公轉速度平方的乘積是相等的,都等於太陽系的共核公轉常數。即:

R1:R2:R3=v1^2:v2^2:v3^2=…q(2.4.2)

這可以參看下圖表驗證。

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同時,我們知道,太陽系的行星公轉軌道是橢圓,因此,每個行星的公轉速度是變速的,但是:

所有行星在橢圓軌道上任意點的速度平方與太陽核心距離的積,都是等於太陽系的共核常數。

而關於共核公轉原理,可以用開普勒定律證明:(如圖)

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這樣,無論是電子基態軌道到激態軌道躍遷,還是地月系的人造地球衛星定位和月球軌道、以及太陽系行星、包括宇宙其它天體的共核公轉星體,都將遵守共核公轉原理。

共核公轉原理不僅是電子躍遷的基本原理,也是人造地球衛星軌道確定和行星橢圓軌道變速的基本依據,可以提供三體問題的解決方案。

共核公轉原理是天體和粒子的共同規律,而電子運動規律是具有確定性的,也就是說,電子的不確定性原理不是電子本質,而是其受到干擾後的變性,從觀察、測量、驗證的角度看,不確定性原理是正確的,但是從本質分析,不確定性原理只是觀察和實驗結果。

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下面看第三部分。

3、第三部分:共核自轉原理

現在討論粒子自旋的性質,即共核自轉原理:

3.1、共核自轉原理:

共核自轉原理:原子核內與核外電子是一個整體自旋體,核內外存在自轉速差而產生自轉動能差,它等於核心自轉動能與核外點的自轉動能之差,也等於核外物體質量、重力加速度和球心距離的積的引力勢能。

這一原理意思是:

原子核和核外電子是一個整體,它們整體同時自旋,但是,原子內外各處與核心點的距離是不相等的,距離核心較遠和較近的點,自轉線速度是不同的,這就存在自轉速差,而存在自轉速差就存在自轉動能差。

這個自轉動能差在數值上與核外引力勢能是相等的,由引力勢能與自轉動能差相等,可以得到一個能量平衡方程。

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為了更好說明,把原子擴大為地月系,把地球當成原子核,月球看成電子,這能更好的分析共核自轉原理。

如果把地球看成是一個質點,沒有半徑的質點地球自轉,此時的自轉速度稱核心自轉速度,設為V0。

而在實際地球上,若設地球球心外任一點A,有質量為m的物體,與球心的距離為d,該點的自轉線速度為V1,重力加速度為g,則根據上面分析,有能量平衡方程:(如圖)

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E=1/2m( V0^2- V1^2)=mgd (3.1.1)

這裡,E=1/2m( V0^2- V1^2)(3.1.2)和 E=mgd(3.1.3),就是引力勢能的兩種數學表達式。

其物理意義是:具有自轉慣性的粒子或星體,其任意點上的物體所受到的引力勢能等於核心和核心外的動能差,或者等於該點的重力加速度g、物體質量m和核心距離d的積。

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3.2、引力勢能與重力勢能的區別

在E=1/2m( V0^2- V1^2)(3.1.2)和 E=mgd(3.1.3)中,表述為引力勢能,那麼,引力勢能的解說如下:

1、引力勢能是粒子或星體自轉產生的,自轉體核心內外存在自轉速差,因而產生自轉動能差,這是引力勢能的本質,也是引力的起源。

2、由E=1/2m( V0^2- V1^2)=mgd (3.1.1)可得:

E0=1/2mV0^2=1/2mV1^2+mgd (3.2.1)

在(3.2.1)中,把E0叫做自轉慣性動能,那麼,自旋粒子或星體上,任意質量為m的物體,都具有E0的慣性自轉動能,其大小是由自轉體的核心自轉速度V0決定的。

自轉慣性動能與引力勢能的區別是:

自轉體上的物體並不是在核心自轉,而是在核外自轉,核外自轉速度與核心自轉速度存在速度差,因此,核外物體的自轉慣性動能被分解成物體所在點的自轉線速動能和引力勢能,即:

E=1/2m V1^2(3.1.2)和引力勢能E=mgd(3.1.3)兩部分。

它們之和與自轉慣性動能剛好相等。

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3、引力勢能與牛頓意義的重力勢能的區別是:

牛頓意義的重力勢能是引力作用下產生的,引力是地球對物體的超距作用,重力勢能是物體質量m,離地高度h和重力加速度g的積,即:G=mgh (3.2..2)

3.3、引力的本質

牛頓理論對引力的解釋是物體與物體的超距作用力,而其本質和起源從來就沒有詮釋,而愛因斯坦則解說引力是時空彎曲。

牛頓的引力理論是先有引力作用,然後才有引力現象的重力勢能。

而在這裡將指出,引力的起源於星體和粒子自轉,是自轉動能差而產生的引力勢能,引力勢能產生了趨向自轉中心的引力作用和引力現象。

因此,引力的本質是星體和粒子自轉的結果,自轉不停止,引力勢能就會存在,這樣,引力作用和傳輸是不需要時間的,因為星體上的一切物體都隨星體在同時自轉。

假如星體停止自轉,引力也會立即消失,同樣,任何旋轉的物體、星體和粒子都將產生引力勢能。

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一隻盛水的碗旋轉,水不會溢出來,就是水有趨向旋轉中心的引力勢能,你千萬不要用向心力來解釋,因為慣性圓周論是指圓周運動是慣性和屬性,不存在也不需要向心力,只有直線慣性的牛頓理論才認為圓周運動會需要和產生向心力。

一個在太空中的物體或衛星,是可以不需要任何能量施加,就可以永恆自轉,並能產生引力勢能,發射一顆自轉的太空飛船,就可以實現太空不失重。

牛頓意義上的引力作用和這裡的引力勢能是部分等效的,但產生的機制和物理意義則完全不同,這也決定了牛頓引力定律不是普適物理原理,也決定了它的適用範圍,特別是不適用量子物理就是必然,無法統一牛頓意義的引力也是必然。

因此,引力的本質是因為自轉體自轉而產生了引力勢能,具有指向自轉核心的引力效應。

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3.4、重力加速度和共核自轉常數

把E=1/2m( V0^2- V1^2)=mgd (3.1.1)稍變形,

可得到重力加速度g的數學式:(如圖)

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g =(V0^2-V1^2)/2d (3.4.1)

(3.4.1)式表示:自轉體上核外任意點的重力加速度:等於核心自轉速度與該點線速度的平方差與核心距離兩倍的比值。

仍以地球為例來說明:取地球上任一點的自轉線速度是V1=465m/s,該點的重力加速度是g=9.8N/s^2,距離地心的距離d=640 0000m,代入(3.4.1),則可以得到:

V0=√(2gd +V1^2)≈11.179km/s (3.4.2)

這樣,地球的核心自轉速度V0≈11.179km/s,又叫地球的共核自轉常數,任何自轉星體或粒子都有一個確定不變的共核自轉常數。

同一元素的原子和各個星體都有不同的、確定不變的共核自轉常數。

g =(V0^2-V1^2)/2d (3.4.1)中,V0是常數,所以,重力加速度的大小,取決於自轉體核心外物體與地心的距離、及該點的自轉線速度。

很顯然,重力加速度是一個變量,這就很容易解釋地球上重力加速度為什麼與緯度和海拔有關?因為自轉速度越快的地方,重力加速度就越小,同樣,距離地心越遠,重力加速度也越小。

而重力加速度決定了引力大小,顯然,引力的大小決定於自轉體的自轉速度和自轉核心的距離,再次證明了引力本質是自轉產生的結果。

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3.5、引力邊界

在g =(V0^2-V1^2)/2d (3.4.1)中:

以地球為例,V0≈11.179km/s是常數,d越大,V1也越大,g值則變小,當V0=VI 時,g值為0,即引力勢能消失,這時d值就是引力邊界

我們可以試著求出地球的引力邊界:

設地球任意兩點的自轉線速度是V1和V2,地心距離是d1和d2,因為任意點的自轉週期T是相等的,所以有:

2πd1/V1=2πd2/V2 即有:

V1/ V2 = d1/ d2(3.5.1)

若地球上一點線速度是V1=0.465km/s, 地心距離是d1=R地=6400km,而當V2=11.179km/s時,代入(3.1.9)得:

d2≈154150km(3.5.2),這就是地球的引力邊界值。

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這就是說,假如地球的半徑包括大氣層,達到154150km時,地球邊界的自轉線速度將達到11.2km/s,此時g值為零,即地球自轉引力勢能消失,處於完全失重狀態,或者說地球對於這一距離範圍外的物體不再具有引力作用,這就是地球引力邊界。

顯然,地球大氣層是處於引力邊界內的,要受到引力束縛,而月球則處於地球引力邊界外,月球是不受地球自轉引力作用的。

但並不是說月球與地球沒有關係了,月球與地球是共核公轉的地月系,要遵守共核公轉原理,要被地月系的共核公轉常數束縛,地月系的共核公轉常數等於:

RV^2= 407982m/s^2(3.5.3)(推導參看上篇文章)。

假如月球要變更軌道,無論是遠離地球還是靠近地球,其軌道半徑與速度平方的積一定要等於地月系的共核公轉常數,人造地球衛星的自由軌道一定符合地月系的公轉常數。

而對於原子,如果知道不同元素的原子核的共核自轉常數和共核公轉常數,那麼,無論電子處於那層軌道,或者躍遷到另一個軌道,我們就可以計算出各層電子的軌道和半徑,也可以計算出不同元素原子核的引力邊界。

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3.6、逃逸速度

1、共核自轉體逃逸速度

在E=1/2m( V0^2- V1^2)=mgd (3.1.1)中表明:

一個處於自轉體上的物體,始終受到E=1/2m( V0^2- V1^2)或E=mgd的引力勢能束縛作用,即引力作用,要實現逃逸該自轉體,必須獲取能量克服引力勢能,實現能量平衡,同樣以地球為例:

設逃逸速度為V逃,則有能量平衡方程:

1/2m V逃^2=1/2m( V0^2- V1^2)=mgd(3.6.1)

解得: V逃=√(V0^2- V1^2)=√2gd(3.6.2)

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(3.6.2)就是自轉體的逃逸速度公式。

由於V0是地球的共核自轉常數,因此,逃逸速度只與逃逸點的自轉線速度有關,或者與逃逸點的重力加速度和核心距離有關。

這裡,在V逃=√(V0^2- V1^2)=√2gd (3.6.2)中,逃逸速度是一個變量,而牛頓引力定律推導式V逃=√2gR是常數,只有當 d=R時,兩者才等同,顯然,(3.6.2)式適用更為準確和廣泛。

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2、第一宇宙速度與共核公轉引力常數

在共核公轉原理中有:

R1v1^2=R2v2^2=R3v3^2=…q(2.4.1)

變換一下就是:

R1:R2: R3=v1^2:v2^2:v3^2=…(3.6.3)

這裡(3.6.3)式表明,在共核公轉系中,核外所有星體或粒子其半徑之比與速度平方之比相等。

這樣,可以根據共核公轉常數可以計算出任意軌道電子、星體、包括人造地球衛星的公轉速度。

例如,地月系的共核公轉常量是:RV^2= 407982m/s^2,由此,當R=6400km時,就是貼近地面的衛星軌道,很容易計算得到:

V≈7.9km/s (3.6.4)

我們習慣把V≈7.9km/s(3.6.4)叫做第一逃逸速度,實際這是地月系共核公轉的貼地衛星的起始速度,也是地球衛星的最大速度。

共核公轉星體的最大速度,取決於核心體的球體半徑大小,例如,假設地球縮小一半,半徑為3200Km時,則可以計算出此時的貼地衛星的起點公轉速度是V≈11.2km/s,這是縮小的地球最大衛星的速度。

顯然,在(3.6.3)中,軌道半徑與速度平方成反比,距離地心越遠,衛星的公轉速度越慢。

因此,在共核公轉系統中,可把軌道半徑與速度平方的乘積,叫做共核公轉常量,又叫共核公轉引力常數。

這樣,在地月系中,當沒有超出d2≈154150km引力邊界的地球衛星,都沒有逃逸地球自轉引力作用,只有當超出d2≈154150km時,衛星才擺脫地球自轉引力束縛,如月球,月球依然遵守共核公轉原理,即受到地月系共核公轉引力常數的束縛。

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4.、電子躍遷詮釋

上述分析的圓周慣性運動論,包括慣性圓周運動原理、共核公轉原理和共核自旋原理,明確天體和粒子均適用,以此來解釋電子躍遷。

4.1、動態原子模型

在不受干擾作用小,原子模型類似太陽系模型,所有電子圍繞原子核公轉,原子和核外電子組成共核公轉體系,遵守共核公轉原理,受到共核公轉引力常數約束,但不同元素的核外電子的公轉引力常數不相等。

電子與原子核整體自轉構成共核自轉體系,遵守共核自轉原理,受到引力勢能約束,同樣,不同元素的核外電子的自轉引力勢能是不相等的。

慣性圓周運動原理表明,在不受干擾作用下,電子繞核公轉是慣性,不需要能量維持,更不要引力和向心力作用,核外電子繞原子核作勻速自旋和週轉的圓周運動,相當於盧瑟福的“太陽系模型”,由於有了慣性圓周運動原理,完全不用考慮電子會丟進原子核內去,電子可以永恆的勻速自轉和公轉,直到被外界干擾破壞為止。

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4.2、電子的不確定性原理

電子太小,任何外界干擾都會破壞電子的慣性圓周運動狀態,外界干擾的不確定性和不可預測性,導致電子運動狀態被常態性破壞,表現為不確定性,符合不確定性原理。

在干擾減小或停止後,由於電子一方面受到共核公轉原理的引力常數束縛、另一方面受到共核自轉原理的引力勢能束縛,因此,電子就會迴歸慣性軌道和慣性速度,繼續繞核自旋和公轉。

這樣,電子的運動狀態就是慣性圓周運動被破壞和迴歸的漸變,電子的初始基態軌道可以看成是電子的慣性軌道,電子受到干擾後,電子離開基態軌道或躍遷到激態軌道,表現為無序或不確定性,因為外界能量來源是無序的,不確定性的。

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干擾停止,電子在公轉引力常數和引力勢能的作用下回歸圓周運動狀態,所以,這種不斷的破壞和迴歸,是慣性軌道和慣性速度的幅度震盪,構成概率態,符合概率方程,其解的集合是圓周概率雲的點集合,或者是慣性圓周軌道的震盪幅度範圍的概率點的集合。

同時,對電子的任何觀察和測量行為,必然是能量作用,就是對電子運動狀態的破壞和干擾,從而造成電子的波函數坍縮。

總之,定量的對電子“光察”,和“電量”,必然導致電子慣性運動狀態“坍縮”,不定量的“光察”和“電量”,則加劇電子運動的不確定性。

總之,電子的不確定性原理不是電子的本質,而是其慣性圓周運動的變性。原子不受干擾時是太陽系的縮影,受干擾時是圓周雲的概率態。

耶魯大學觀察到量子躍遷,動搖了哥本哈根詮釋?量子躍遷本質探索


4.3、電子躍遷原理

在一個相對平衡的系統環境中,組成物體的原子靠得很近,物體內部原子受到的干擾較小,基本上處於或接近於慣性圓周運動狀態,故稱為基態。

若一種元素的電子處於基態軌道,其繞核半徑是R1,公轉速度是V1,原子自轉核心速度是V0,則:

此電子的公轉引力常數是:q=R1V1^2(4.3.1)

電子的自轉引力勢能是:E1=1/2m(V0^2-V1^2)(4.3.2)

當電子受到光、電或碰撞運動時,表現電子的能量變化,當電子的能量增加到必須等於或大於E=1/2m(V0^2-V1^2)(4.3.2)時:

電子就克服了原子自轉引力勢能,達到了電子的逃逸速度,在沒有超越原子的引力邊界時,電子可以實現軌道變換,或者叫電子躍遷

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若躍遷的激態軌道的半徑是R2,公轉速度是V2,當電子躍遷到激態軌道後:

因為公轉引力常數相等,有:

q=R1V1^2==R2V2^2,(4.3.3)

因此公轉動能是守恆的。

電子的自轉引力勢能是:

E2= 1/2m(V0^2-V2^2)(4.3.4)

顯然,電子躍遷必需吸收能量,實現克服引力勢能而逃逸,從而完成軌道變遷,即電子躍遷。

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當電子躍遷到激態軌道後,由於外界受到干擾加大,引力束縛減小,電子能量極易被外界光子掠奪能量,此時,通過釋放光子而減少能量,當減小到等於E1時,電子就回歸到基態軌道,表現為釋放能量,現象上是放出光子。

電子躍遷和迴歸的過程,是自轉引力勢能變化,同樣遵守能量守恆。而繞核公轉動能不變。

當電子獲取的能量很大,逃出了原子的自轉引力邊界,將表現為原子的電子丟失,此時,原子變成了離子。

丟失電子的原子,外圍軌道就出現了電子空缺,因此具有從周圍原子搶奪電子的能力,失去電子的原子搶奪附近原子的電子,而被搶奪電子的原子又就近搶奪其它原子的電子,這種就近掠奪電子的擾動就表現為帶電性。

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就近掠奪電子的擾動不斷向外傳播,就會產生電子波動,形成電子波,若能持續進行,就可以形成電流,所以,電流不是電子的移動,而是電子波的能量傳遞,這也是電子具有波粒二象性的詮釋。

所以,原子自轉的引力勢能是電子躍遷和電現象的本質和原因。

電子躍遷,不可預測是因為電子要滿足克服引力勢能的能量,外界能量的大小、如何作用使電子能量增加或減少,並且要達到確定的引力勢能值才能實現躍遷,因此具有不確定性,而一旦達到,就可實現瞬間躍遷,所以電子躍遷具有瞬時性和不確定性。

最後說明:

引力本質的突破是物理學最大的問題,這裡以自轉和公轉的圓周運動,作為引力的起源和本質,進行了詳盡分析和探討。

此理論中,公轉引力常數已被天體物理廣泛應用,共核公轉原理在地月系和太陽系是吻合的,期待在太陽系外驗證和量子物理中檢驗。

自轉核心速度重點是驗證重力加速度的計算公式的正確性,特別是驗證地球和其它星體的引力邊界是個很有突破性的問題,從而證明自轉是產生引力的原因。

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特別是關於卡文迪許的引力常數測定實驗,從確切意義上說,兩球的吸引力不是真正意義上的自轉引力勢能作用,而是微觀粒子的內部吸引力,這種吸引力不僅僅與質量有關,更多與球體組成的原子結構有關,因為不同的元素的原子的引力大小和引力邊界的距離是不同的。

因此,在實驗中,實驗球採用不同的材質和實驗兩球的距離不同,會導致測定的引力常數結果也會不同。

同時,跟實驗的地點也有關,因為地球引力勢能會對測定結果有干擾,而各地的重力加速度是不相等的。

所以,二百多年來,各地和多次測得的引力常數總是不統一,利用卡文迪許測定的引力常數確定不會有統一標準值,不是測量誤差,而是兩球的引力常數不只跟質量有關。

同時,這個測定值也不完全適用天體和粒子規律的應用。這從另一個角度告訴我們,牛頓的萬有引力的物理意義是不對的。

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