電子結(jié)構新觀點

電子結(jié)構新觀點電子(electron)結(jié)構新解定義：電子靜止質(zhì)量為9?109笑10八-31kg、電荷為-1.6O2x10a-19C的穩(wěn)定基本粒子、電子半徑一般認為9.088其10八-13m；在一般情況下是指帶負電荷的負電子。其反粒子是帶正電荷的正電子。一電現(xiàn)象電子的發(fā)現(xiàn)及近代研究1895年，讓?佩蘭發(fā)現(xiàn)陰極射線能夠使真空管中的金屬物體帶上負電荷。1897年,劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫?湯姆遜重做了赫茲的實驗。使用真空度更高的真空管和更強的電場，他觀察出陰極射線的偏轉(zhuǎn)，并計算出了陰極射線粒子(電子)的質(zhì)量-電荷比例，因此獲得了1906年的諾貝爾物理學獎。湯姆遜采用1891年喬治?斯托尼所起的名字一電子來稱呼這種粒子。至此，電子作為人類發(fā)現(xiàn)的第一個亞原子粒子和打開原子世界的大門被湯姆孫發(fā)現(xiàn)了。1896年，在研究天然發(fā)螢光礦石的時候，法國物理學家亨利?貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，不需要施加外能源，這些礦石就會自然地發(fā)射輻射。這些放射性物質(zhì)引起許多科學家的興趣，包括發(fā)現(xiàn)這些放射性物質(zhì)會發(fā)射粒子的新西蘭物理學家歐尼斯特?盧瑟福。按照這些粒子穿透物質(zhì)的能力，盧瑟福替這些粒子分別取名為阿伐粒子和貝他粒子(“阿伐”是希臘字母的第一個字母“a”，“貝他”是第二個字母“B”)。于1900年，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鐳元素發(fā)射出的貝他射線，會被電場偏轉(zhuǎn)；還有，貝他射線和陰極射線都有同樣的質(zhì)量-電荷比例這些證據(jù)使得物理學家更強烈地認為電子本是原子的一部分，B射線就是陰極射線。1909年美國物理學家羅伯特?密立根做了一個著名實驗，準確地測量出電子的帶電量。二電子的量子力學觀1927年，英國物理學家喬治?湯姆孫用金屬薄膜，美國物理學家克林頓?戴維孫和雷斯特?革末用鎳晶體，分別發(fā)現(xiàn)了電子的干涉效應。1928年，保羅?狄拉克研究出狄拉克方程。這公式能夠描述相對論性電子的物理行為。相對論性電子是移動的速度接近光速的電子。為了要解釋狄拉克方程的自由電子解所遇到的反常的負能量態(tài)問題，狄拉克提出了一個真空模形，稱為狄拉克之海：即真空是擠滿了具有負能量的粒子的無限海。因此，他預言宇宙中存在有正電子。1932年，卡爾?安德森在宇宙射線實驗中首先證實了正電子的存在。1947年，威利斯?蘭姆在與研究生羅伯特?雷瑟福(RobertRetherford)合作的實驗中，發(fā)現(xiàn)氫原子的某些應該不會有能量差值的簡并態(tài)，竟然出現(xiàn)很小的能量差值。這現(xiàn)象稱為蘭姆位移。大約同年代，波利卡普?庫施助手模板和亨利?福立HenryFoley。在共同完成的一個實驗中，發(fā)現(xiàn)電子的異常磁矩，即電子的磁矩比狄拉克理論的預估稍微大一點。為了解釋這些現(xiàn)象，朝永振一郎、朱利安?施溫格和理察?費曼，于40年代創(chuàng)建了量子電動力學。三分數(shù)電荷的發(fā)現(xiàn)

100多年前，當美國物理學家RobertMillikan首次通過實驗測出電子所帶的電荷為1.602E-19C后，這一電荷值變被廣泛看作為電荷基本單元。然而如果按照經(jīng)典理論，將電子看作“整體”或者“基本”粒子，將使我們對電子在某些物理情境下的行為感到極端困惑，比如當電子被置入強磁場后出現(xiàn)的非整量子霍爾效應。為了解決這一難題，1980年，美國物理學家RobertLaughlin提出一個新的理論解決這一迷團，該理論同時也十分簡潔地詮釋了電子之間復雜的相互作用。然而接受這一理論確是要讓物理學界付出 “代價”的：由該理論衍生出的奇異推論展示，電流實際上是由 1/3電子電荷組成的。在一項新的實驗中，Weizmann機構的科學家設計出精妙的方法去檢驗這一非整電子電荷是否存在。該實驗將能很好地檢測出所謂的 “撞擊背景噪聲”，這是分數(shù)電荷存在的直接證據(jù)?？茖W家將一個有電流通過的半導體浸入高強磁場，非整量子霍爾效應隨之被檢測出來，他們又使用一系列精密的儀器排除外界噪聲的干擾，該噪聲再被放大并分析，結(jié)果證實了所謂的 “撞擊背景噪聲”的確來源于電子，因而也證實了電流的確是由1/3電子電荷組成。四作者關于電子結(jié)構的新觀點電子分數(shù)電荷的發(fā)現(xiàn)，說明電子并非自然界基本的粒子，而是更“基本”的亞原子粒子組成。本文作者最后給出了電子結(jié)構的新觀點：自然界存在兩種電荷：負電荷和正電荷，一份電荷的電量等于電子的電量1.602x10a-19C；自然界存在正反兩類中微子，如同物質(zhì)分子的氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)一樣，中微子有不同的能態(tài)，分為三代，即電子中微子、p子中微子、t子中微子三種，分別以ve、vp、vt表示加上其反粒子v-e、v-p、v-t，共計6種中微子；電子是由中微子和電荷構成的，電子也有三代，為不同的能態(tài)：中微子ve加一份負電荷構成電子e-，中微子ve是電子的核心；反中微子v-e加一份正電荷構成正電子e+，反中微子v-e是正電子的核心。同理，其他兩代中微子各加一份電荷分別構成p子、t子和其反粒子。1、根據(jù)上述觀點，應用在原子核級：中微子加上分數(shù)電荷即可構成夸克，完全可以對質(zhì)子中子的夸克模型予以解釋：

依據(jù)電荷守恒和電子模型新觀點，正負電荷是等量的，中微子呈電中性，因此宇宙在宏觀尺度上是電中性的，這是該模型最重要的結(jié)論之一。在眾多解釋宇宙早期演化的理論中，所謂大爆炸理論是比較能夠被物理學界廣泛接受的科學理論?，F(xiàn)有理論推算質(zhì)量超過20太陽質(zhì)量的恒星，在它生命的終點，會經(jīng)歷到引力坍縮，因而變成一個黑洞，按照相對論理論，黑洞所具有的超強引力，足可阻止任何物體逃離，甚至電磁輻射也無法逃離,形成奇點并發(fā)生大爆炸。但是，筆者依據(jù)電子結(jié)構的新觀點和夸克模型解釋，斷定黑洞是不可能形成的，黑洞是不存在的，所以宇宙奇點大爆炸理論是不完全正確的。天體的演化是相當復雜和漫長的，需要進一步實驗觀測論證，同樣依據(jù)電子模型新觀點和夸克解釋，中子星是大質(zhì)量的恒星最終演化的結(jié)果，極高的密度，極強的磁場和湮滅輻射，但絕不會形成黑洞，在生命的最后，致密的中子星會以極猛烈地伽馬射線和中微子射線方式抵抗引力，這才是宇宙中最壯烈的爆發(fā)。依據(jù)電子模型和夸克解釋，可以很自然的解釋貝塔衰變等多種粒子衰變方式。所謂電磁波的傳播，實際