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量子力学基本概念新解

时间:08-25来源:作者:点击数:

本章我们在基于本模型假说条件下,对一些量子力学的基本概念做全新解释。

普朗克常数

普朗克常数是以太时空特性决定的。

以太时空由以太原子构成,以太原子由一个正以太单级球和一个反以太单级球构成。正反以太球在倾向力时空中做高速三维自转和绕转,形成以太原子,以太原子相互吸引和排斥,形成以太时空。

因此,光在以太时空传播的最小波长不可能小于以太单级球的直径,即普朗克长度。

由普朗克长度可以反算普朗克常数,这就是普朗克常数的物质结构来源。

量子

量子是物质中能够独立存在的,相对稳定的,能保持该物质物理化学特性的最小单元。比如质子、空穴中子、正电子、负电子、正电子中微子、负电子中微子、以太原子核正反微元质点等。

除了正反微元质点本身,微观世界的量子一般都是密度不均匀的,结构不对称的。

量子纠缠

量子纠缠就是两个或多个量子之间,因量子的物质结构特征产生的各向不均衡倾向力和指南针效应共同作用,使得彼此相互干扰和影响,最终成为一个新的统一系统的现象。

量子纠缠现象本质上是能量最低原理在多量子系统内的自然表现。

在一个孤立的原子物质系统内,由于量子外显倾向力的不均匀性和永动性,纠缠总分为两种,一种是吸引性纠缠,另一种是排斥性纠缠。

微观量子的永动性,来源于宇宙大爆炸的第一推力。

由于宇宙是有限的,震荡循环的,因此,微观量子的永动性会在宇宙边沿或在宇宙大收缩时减速或停止。

光(电磁波)

光(电磁波)的本质和声波一样,都是在介质中传播的纯能量波,只是声波的震荡源是分子,传播介质是空气,光的震荡源是电子,传播介质是以太时空。

和空气一样,以太时空就是一种由以太原子构成的,充满整个宇宙的,超稀薄的气体物质。

考察以太时空中一个独立存在,不与其它原子发生相互作用的氢(氕)原子:

根据本模型假说,由于电子是一个复杂的三维震荡系统,在空间中绕着原子核做螺旋进动,即电子除了具有固定的三维绕转轨道外,还有自身的自旋运动,以及电子冠状二十面体与中微子构成的三维谐振系统产生的振动(此处简称电子震荡系统)。

当电子震荡系统受到以太时空中高能电磁波(短波高频)震荡时,会触发轨道跃迁到高能轨道,这就是电子震荡系统的吸光过程。

当原子周边的以太时空能持续不断的向电子震荡系统提供足够的震荡能量时,电子震荡系统将频繁跳跃于稳定轨道和高能轨道之间,这是等光过程。

当原子周边的以太时空不再能向电子震荡系统提供足够的震荡能量时,跃迁电子将跃迁回稳定轨道,这是放光过程。

当电子震荡系统处于稳定轨道上时,其仍然具有一定的储能和放能功能。这时,其储存和释放的能量不再是电子轨道跃迁相关的能量,而是与周边以太时空温度相关的,连续化的能量。

由于光(电磁波)的收发的整个过程都是在以太时空中进行的,所以电磁波的极限波长不可能比以太单极球的直径更短,因此,普朗克长度就是以太单极球直径。

由于声波是物质分子受到外力震荡,并使周边空气分子受到激发而在空气中传播的纯能量波,而物质分子在受外力震荡时,不但作为整体的外显震荡运动状态会发生改变,其内在电子运动状态也会发生改变,因此声波也具有横波特征。只是由于相对于物质内部的电子运动速度,声音传播的速度非常慢(约为340m/秒),因而我们只关注到其纵波特性,一般不考虑和检测其横波特征,因为相对非常微观,不容易被检测到。

而光(电磁波)是原子核的核外电子受到外力震荡,并使以太原子受到激发而在以太时空中传播的纯能量波,而原子核的核外电子在受外力震荡时,不但其作为整体的螺旋进动状态会发生改变,其电子轨道也会发生改变,因此声波也具有横波特征,只是相比而言去横波特征比较明显,容易被检测,其纵波特征由于核外电子轨道距离非常微小,而光速又极快,相对非常微观,不容易被检测到。

因此,传统上,人们认为光(电磁波)具有横波的物理特征,而声波具有纵波特征,是两种完全不同的能量波。

事实上,二者本质上是同一物理原理激发出的纯能量波,只是因为震荡源和传播介质的物理特性的巨大差异,而显示出明显的纵波或横波特性,另一相对不明显特性则被人们忽略。

此处我们需要注意几个尺度数据之间的比例关系:

从表可知:

中微子球半径和电子冠状二十面体的半径相差仅两个数量级,计算得出:

电子冠状二十面体的质量是中微子的十二万倍,而其内部的二十面体的内切球半径仅是中微子半径的27.7倍。

也就是说,电子冠状二十面体的二十面体的内切球空间,是中微子在电子内部的活动范围,但中微子在电子冠状二十面体内部的绕转空间并不是很充裕。

因此,一旦电子受到的外力较大,产生较大加速度时,中微子很容易从电子冠状二十面体内逃出。

这就是为什么β衰变总是伴随着中微子逸出的原因。

相比较而言,强磁弦体内切球半径与电子半径比为55万倍,因此,因此,质子内的正电子的绕转运动空间是巨大的,正电子更难被外力震荡出质子内部,这就是质子在受到外力震荡时,正电子不容易被从质子内部抛出的原因。

图129    自由电子螺旋进动轨迹示意图(三维运动示意)

光速不变

与声音的传播只与介质的物理性质有关,所以音速不变一样,光速不变也是由以太时空的相对稳定的物理特性决定的。

由于以太时空的超低密度特性(以太时空当量密度:2.0629×10-22 kg/m3),在一定空间范围内,我们可以将以太时空的当量密度和剪切模量视为不变,则光(电磁波)在以太时空内的传播速度是固定的,即光速不变。

以太时空是因,光速是果,光在以太时空中的传播类似于在声音在空气中的传播。

事实上,光速不变是局部性的和平均性的,电磁波的传播速度大小完全取决于以太时空的弹性模量和当量密度。

如上所述,光速由以太时空的当量密度和剪切模量确定,并随其变化而变化。

在现实宇宙环境下,当不考虑宇宙环境温度变化时,则以太时空的当量密度和剪切模量视为不变,则:

c2=(G切模)

在星际尺度范围内,以太时空的当量密度和剪切模量会因其包裹的宇观物质的外显倾向力(磁力)的影响而变化,因此光速可变。

在近地(地球)空间范围,由于一般行星的固体物质的密度单位是103kg/m3级别,而以太时空密度是10-22kg/m3级别,二者密度相差1025倍,因此因地球质量而导致的以太时空密度变化,在近地空间范围内基本可以忽略,即以太时空的当量密度和剪切模量近似不变,因此光速不变。

光的波粒二象性

光,或者说电磁波,是一种在以太时空中被以太空间传递的纯粹的机械波,不是实物粒子,就像在空气中传递的声波一样的纯粹。

但是,光有极限频率。同声波一样,如果声波的频率过大,将导致空气被挤压到超出其弹性范围,产生音爆一样,如果光的频率过大,将导致接收到该光能的以太原子系统被挤压到超出其弹性范围,产生“切连科夫辐射”,如果没有得到持续的充足的能量补充,其速度将迅速降低至低于光速。

光波如同声波,每一个完整频率的光波都具有一定的能量。光波的能量可以按照普朗克公式计算:

E=hv

关于光的量子特征,普朗克曾经认为是“处在封闭区域所形成的腔(也就是构成物质的原子)内的微小振子”的振动产生的,在本模型假说中,普朗克认识到的“微小振子”就是电子冠状二十面体结构和中微子组合而成的动态二元复合系统,该动态二元复合系统的电子只能在由原子核结构限定的核外电子轨道上进行跃迁运动,因此,光波才具有量子化的性质。

微观实物粒子的波粒二象性

微观实物粒子,比如质子、中子和电子,其均是动态的且二元的甚至多元的复合结构,其自转和绕转动能均不可忽略,其在以太时空中都不是直线运动的,而是以螺旋进动的方式前进的。

图129    自由电子螺旋进动轨迹示意图

图130    自由质子螺旋前进轨迹示意图

由于对微观粒子的运动状态进行测量,在当前的测量手段下,不可避免的采用电磁波作为测量手段,而电磁波是一种在以太时空中传播的纯粹的波,因此不可避免的会扰动以太时空,从而扰动微观粒子的螺旋进动轨迹,因此导致双缝干涉实验出现粒子性的观察结果。

当不对微观粒子的螺旋进动进行测量时,由于其运动轨迹周围的以太时空相对处于稳定或类似静止状态,因此可以获得类似纯粹的波的双缝干涉图像。

这就是微观实物粒子显示出波粒二象性的原因。

原子轨道

原子核的核外电子运动轨道,是电子冠状二十面体的结构特征和强磁弦体的正四面体结构特征共同限定的。

由于电子冠状二十面体结构的复合磁力特征,使其在接近强磁弦体时,因为洛伦兹力原因,会发生强烈自转,且只能在强磁弦体周围发生绕转运动。

考察强磁弦体的外显磁力,会发现,无论是A型还是B型强磁弦体,其四根外显磁力线是三维不对称的,扭曲的。因此,当其发生自转运动时,这四根外显磁力线会相互交错,会生成若干层强弱交错的,类似千层饼似的磁力空间,就像车轮在高速运动时形成的分若干层的动态圆环一样。

在每一层的这些动态的正负交错的动态圆环面内,总有一个半径,其在与电子冠状二十面体的直径区域内,磁力差等于电子冠状二十面体的复合磁力差,这些半径形成的球面,就是核外电子运行轨道面。

核外电子运行轨道面,结合正负电子之间的绕转曲线,就形成了固定的核外电子运行轨道曲线。

以上推论,就是核外电子轨道产生的原因。

图33    自由中子结构示意图

图34    实心中子实物模型图(左为A型,右为B型,带磁力线示意)

图131    自由中子强磁弦体外的电子运行轨道静态示意图(隐藏正负电子图像)

图132    自由中子强磁弦体外电子运行一周的轨道示意图(隐藏正负电子图像)

图133    氢(氕)原子核外电子运行轨道静态示意图

图134    氢原子的核外电子云轨道示意图

康普顿效应和光电效应

由于电子是由电子冠状二十面体和电子中微子构成的二元复合系统,具有一定的储能和释能的功能。

在一个稳定的以太空间环境中,在某一固定电子轨道上绕原子核进行三维旋转的核外电子的运动速度时恒定的。

当固定频率的电磁波,也就是单个完整波长的能量E=hv0的电磁波,在被以太空间传播并作用到在某一固定电子轨道上绕原子核进行三维旋转的核外电子上时,会导致该电子的内能发生变化,甚至发生电子轨道跃迁。

当电磁波的作用消失后,该电子将释放吸收的能量或跃迁回原轨道,同时释放出单个完整波长的能量等于吸收能量,或单个完整波长的能量等于跃迁轨道能量差的电磁波。

由于电子的运动速度和光速具有对比性(参考精细结构常数),因此会发生光速和电子绕转原子核的运动速度在同方向上发生叠加,从而使得被电子吸收的光的当量波长比原波长要长。

当光速和电子绕转原子核的运动速度在反方向上发生叠加时,由于光能不足以把电子运动轨道向更靠近原子核的内层电子轨道上推动并跃迁,所以只能以原波长能量被吸收和释放,而不会释放出比原波长更短的电磁波。

虽然原子的核外电子轨道的电子绕转运动速度与光速具有可比性,但电子的绕转运动速度和光速对比显得十分慢速,近似于静止,而不同能级的电子轨道之间的距离极短,因此当发生电子轨道能级跃迁时,跃迁十分迅速,导致对电磁波能量的吸收和释放都近似于在一个点上,从而形成貌似确定的夹角现象。该夹角的计算适用康普顿公式。

如果单个完整波长的电磁波的能量E=hv足够大,大到可以使电子获得足够的能量逃逸出所有原子轨道,将会发生光电效应。

不确定性原理

在本模型假说中,因为假定普朗克长度是以太偶极球对的其中一个以太单级球的直径,因此光的波长不可能小于一个以太单级球直径,所以普朗克长度决定了普朗克常数。

由于我们已知普朗克长度,且通过计算已知近地以太时空环境的当量密度、剪切模量和边长,以及以太单极球的质量、半径和密度等基本参数,并且我们知道从宇观到超级微观的所有物体的运动都遵从万有作用力方程以及指南针效应,而万有作用力又是超距的,恒在的,因此,理论上,如果我们已知某一微观粒子的全部物质结构,我们就会知道其相应的力学行为特征,如果我们再知晓该微观粒子周围的以太时空的完整的环境状态信息,则理论上,知道该微观粒子在某一个时间点的运动状态,就能计算并倒推该微观粒子以前时间或后续时间的所有行为。

综上,不确定性原理在本模型假说中不成立。

……

本章不好玩,内容有点多,有点让人心烦,特别是涉及到原子轨道,虽然逻辑上自认为已经梳理的差不多了,明明感觉详细轨道数据已经呼之欲出了,却苦于不懂高等数学,不会计算,很让人郁闷!

唉,书到用时方恨少!

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