一种新的原子模型(2)

　　4 原子内部的尺度探究 

　　电子模型认为：电子比正电子的电荷要大一点点，到底大多少呢？下面我们以氘为例来计算：根据目前科学家的测定数据：Q负=1.6021765×10-19库仑，原子半径r=5.292×10-11m，原子核半径r核=1.5×10-15m，电子的质量为9.109382×10-30kg，质子质量为938.272046×1.783179×10-30=1.673107×10-27kg。质子质量与电子质量之比为1836.8，约为1837。按照电子模型，就是质子由1837个正负电子组成，质子多一个正电子，有919个正电子和918个电子；中子有918个电子和918个正电子。因为电子的电荷比正电子大，所以原子内部总的负电荷就大于总的正电荷。核外电子层的电子受核内总的正电荷对其的引力和总的负电荷对其的斥力平衡。因为原子核总正电荷，表现的为引力，总负电荷表现的为斥力，所以引力的发力点应在核心，斥力的发力点应在核周边。 

　　则：■=■ 

　　Q正总=■ 

　　1837Q正=■ 

　　Q正=■ 

　　则：Q正=1.601395111×10-19库仑 

　　Q负-Q正=7.81×10-23库仑 

　　即：电子比正电子的电荷大7.81×10-23库仑。但是考虑到在原子中，质子主要表现的是引力，正负电子总的趋势是向内；中子主要表现的是斥力，正负电子总的趋势是向外，因此中子的半径应比质子的半径大，原子核的半径也应比目前测得的半径大，也就是实际比计算的每个电子的电量与正电子电量的差值还要小，估计电子的电量比正电子电量要大3～5×10-23库仑。正负电子电量这样小的差值，很容易造成人们对其重要性的忽视，在目前的运用中，都会被忽略不计。但是当正负电子对垒积到中子大小时，这种特性和重要性就会显露出来。 

　　因为电子的电量比正电子的电量微大，结合成物质后电子就显得富余，所以自然界中就多见电子而很少见正电子。这也是质子整体带正电荷，中子内部带正电荷，外部带负电荷，正负电子电荷基本相等显电中性的原因。 

　　5 证明与应用 

　　5.1 1967年，查理·泰勒、亨利肯德和杰罗姆弗里德曼领导的联合实验小组利用美国斯坦福大学用20GeV的电子直线加速器，通过高能电子对质子内部进行探测，实现了电子-质子的深度非弹性散射，发现了质子内部有类似电子的散射中心[5]。美籍物理学家斯蒂芬·温伯格写到：“令人惊诧的是，有相当大一部分高能电子作大角度散射。……大角度散射的观察和综合动量守恒定律，……人们相信，用这种方法在原子内部发现的小而重的粒子是夸克。”可是夸克带的电荷比电子小很多，体积比电子大很多，电子是高速运动，当碰到夸克时怎么会发生大角度散射呢？我们知道，高速运动的子弹碰到一定厚度的钢板都可以穿透，这样小而高速的电子碰到夸克应该是射入或穿透。再说，动量守恒定律没有考虑库仑力的作用。如果不考虑库仑力的作用，要么高能电子束几乎会全部发生大角度散射；要么几乎会全部射入或穿透夸克；也可以说就是碰到了质子，其它什么都没有。如果考虑库仑力的作用，只能是质子由正负电子组成，才会发生大部分高能电子束发生大角度散射。因此，电子-质子深度散射应该是高能电子束碰到了电子，而不是夸克。这个实验实际上是证明了质子内部有很多电子存在，说明质子和中子很可能是由正负电子组成的。 

　　5.2 杨振宁和李政道提出K介子的衰变证明弱相互作用中宇称不守恒，后经吴健雄用实验证实，K+介子衰变出现两种情况，一种是衰变为一个？仔+和一个？仔0，一种是衰变为两个？仔+和一个？仔-。即： 

　　K+→？仔++？仔0 

　　K+→？仔++？仔++？仔- 

　　用电子模型来解释：粒子衰变后电荷是守恒的。K+属于质子型介子，带一个正电荷，根据电荷守恒定律，如果衰变为两个？仔介子则为一个？仔+和一个？仔0。如果衰变为三个？仔介子则为两个？仔+和一个？仔-（或者还可衰变为一个？仔+和两个？仔0）。 

　　5.3 在原子核的衰变中，“富含中子的原子核的？茁衰变与电子一起发射出来的是反中微子，在富含质子的原子核的？茁衰变中与正电子一起发射出来的是中微子。”我们知道，质子比较稳定，也就是中子在发生衰变。如果质子、中子都是夸克组成的，那原子核的衰变怎么会发射出电子和正电子呢？为什么原子核内的质子数和中子数不同要发生相反的衰变结果呢？夸克-部分子模型又怎么解释这种现象呢？用电子模型解释为：强弱相互作用都是库仑力的作用，因为原子有多少个质子就有多少个正电荷，如果原子核中的中子多，说明负电荷就多，因此一个中子就要放出一个电子，成为与质子一样带正电荷的粒子，原子内部正电荷增加，以保持其原子内部电荷的整体平衡；如果质子多，则正电子就多，一个质子就会放出一个正电子，成为一个中子，原子内部负电荷增加，以保持其电荷的平衡。 

　　6 结束语 

　　文章提出了一种新的原子模型，原子由质子、中子和核外电子组成，质子和中子是由正负电子组成。电子比正电子的电量大。当正负电子对湮灭时，正负电子并未被消灭，他们只是结合成了新粒子。因正负电荷基本平衡，所以新粒子显电中性，但库仑力仍然存在，并且强相互作用和弱相互作用实际上都是库仑力的作用。 

　　参考文献 

　　[1]美国安得鲁·皮克林.构建夸克-粒子物理学的社会学史[M].湖南科学技术出版社，2012：113-114. 

　　[2]美国安得鲁·皮克林.构建夸克-粒子物理学的社会学史[M].王文浩译.湖南科学技术出版社，2012：112. 

　　[3]美国斯蒂芬·温伯格.亚原子粒子的发现[M].杨建邺.肖明译.湖南科学技术出版社，2006：209. 

　　[4]张三慧.大学物理学·电磁学（第二版）[M].北京：清华大学出版社，1999：6. 

　　[5]美国安得鲁·皮克林著.王文浩译.构建夸克-粒子物理学的社会学史.湖南科学技术出版社，2012：102-104.