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晏成和 (yych66@126.com) 2007.05
内容提要
180年前奥斯特发现了直流电对周围产生磁场,今天,我们探究其微观机理是:电子的运动伴生着电磁波。《量子力学》中所有的“电子的波动性”实验,都是电子运动所伴生着波的实验表现,丝毫不能证明电子就是波。物质表面及内部存在的波是核外电子运转所伴生的电磁波,而不是所谓的德布罗意波。所有原子都是处在交流、互动、开放的环境中。温度高的原子,并向外发出电磁波辐射;温度低的原子吸收外界的电磁波辐射,这就是原子与外界的互动和交流,把原子看成是孤立的、封闭的,是形而上学的。所谓的电子内陷之说,完全是杞人忧天。
关键词: 电流 伴生 电磁波 开放
互动
一、几十亿人见证的实验
物理学是一门揭示自然规律的科学,是一门仰赖于实验的科学。早在1819年奥斯特发现了电流对小磁针的作用,这个实验就一直占据着我们的物理课堂,近200年来,凡上过中学的人都知道,电流(电子的直流)会产生磁场,这个实验是不应该忘记的。
该实验显示:只要电流导通,电珠发光,小磁针立即偏转,导线周围立刻产生磁场,杂乱的铁粉在直流导线周围形成了规则的同心圆;用右手定测能测定电流方向与磁场之间的确定的关系。断开,小磁针立即复原,见图一。
图可能传不上,其实就是中学物理课本上的小磁针、同心圆、右手定测图。
图一
奥斯特实验是一个非常明显的宏观现象,其微观机理是什么?180年后的今天我们应该反思:在导线内定向移动的电子,为什么能使导线外的磁针偏转?电流是大量电子的定向流动,而磁场是伴随着电子的流动而随即发生——伴生。场是波的集合,波是场的本源。大量的定向电磁波的集合就是宏观的磁场,个别电子运动伴生的是电磁波,这是大自然在提示我们:电子的运动伴生着电磁波。奥斯特实验的微观机理——电子的运动伴生着电磁波,是不应该忽略的。
在奥斯特实验的100年后,科学的分支进展到了量子时代,一个个新的实验呈现在研究者的面前:
光电效应:一定频率的光照射在某些材料上能产生电流。
由于忽视核外电子规律运动所伴生着的电磁波,所以在光电实验中也就想不到入射光与被射物质的核外电子所伴生着的电磁波的相互共振作用,于是就单方向把光波臆想成光子。于是就有了波也是粒子、粒子也是波的波粒二象性理论。
汤姆孙实验:用高能的电子束垂直射向金箔和铝箔,射出的电子在靶上形成了明显的衍射环。图二。
由于忽视核外电子规律运动所伴生着的电磁波,所以在此实验中没能想到电子是在其伴生的波中“随波逐流”到达靶上,形成衍射环是合情合理。因此在此实验中把电子设想成波,这种设想也是错误的。
波是起伏的、不定的,于是就有了量子(电子)是不定的基本设想,于是就提出“用状态函数来描述量子系统的状态,是量子力学的第条一基本公设”,认为讨论单个的电子运动没有意义,讨论的只是其多次行为的统计结果。从而设置了禁区,使众多的学者失去了探讨核外电子规律运动的时机。
图可能传不上,其实就是在电子运行的路径上设置小磁针,在飞去的电子周围检测到电磁波!
今天,我们可重做上述电子衍射实验、双缝实验、汤姆孙实验,所有的装置完全相同,只是在电子运行的路径上设置小磁针,我们应该在飞去的电子周围检测到电磁波!(图二—B)小磁针将发生偏转,为何偏转?这正是电子的运动伴生着电磁波。所有的运动的电子都伴生着电磁波,电磁波又扰动了伴波运行中的电子。在这些个实验中,电子就是夹杂在其伴生的电磁波之间,随波逐流到达靶面,形成干涉、衍射亦在情理之中。
就像船在水中航行,会激起(伴生)波浪,船队前进,每艘船都会在波浪中起伏,前后左右排列的船队伴波而行,在通过某一截面(靶面)时,大小一样的船在截面上不会形成一条平直的排列,而会形成起伏的波状。此时,你就能断定船就是波吗?
此外还有康普顿实验、戴维孙和革末实验及《量子力学》中所有的“电子的波动性”实验,都是电子运动所伴生着波的实验表现,只能证明电子的运动伴生着波,丝毫不能证明电子具有波动性,丝毫不能证明电子是波。
由于量子力学忽视了中学的小磁针实验,在解释新的实验时背离了电子的运动伴生着电磁波的自然事实,提出了波粒二象性理论,成了错误的本源。
二、物质波问题
自从卢瑟福原子模型的建立,人们认知到电子绕核运行的线路是圆周运动,作加速运转的电子要不断地消耗能量。有人计算出核外电子的能量将很快耗尽,电子轨道将内陷,在10-10秒内就会被原子核吞灭、原子将会塌陷。这是物理学书本所描绘的图画,然而这种事情从来也没有发生。
事实上,原子是由原子核和绕核运转的电子构成。上述:电子的运动伴生着电磁波。那么,物质内的波就是由绕核运转电子所伴生的电磁波,而不是所谓的德布罗意波。
80年前,德布罗意先生(L.de Broglie)依照爱因斯坦光波也是“光子”的假说而猜想:波可以是粒子,那粒子或许也是波,提出了物质波的理论,并提出了物质波的计算公式,用驻波来解释电子不内陷。物质波是量子力学的基本理论之一。
德的公式表明:任何物质只要有质量、有速度就有波。小至电子、夸克,大至宇宙天体包罗万象。
德的公式与戴维孙和革末的电子衍射的实验符合得较好,这也是该公式得以生存的原因之一。可是面对电子内陷问题,算出的驻波波速超过了光速、波速与电子速度完全不同步。由这些离奇的计算结果,看不出该公式有什么价值。
在实际运用中,用物质波公式算出:一粒射出的子弹的波长为6.63X10-36m,频率比γ射线还高;我们喝的水、呼出的二氧化碳的物质波长为7.3x10-9m和3.03x10-9m,(当V=0.3m/s)这可是X射线呵!微尘、红血球的物质波长等于γ射线(放射射线)!如果事实是算出的这样,所有动物早就灭绝了!
显然,电子的环行驻波是个臆造之说,这公式是错的、理论也是错的。
错在哪里?——形而上学的思想方法。用孤立的、静止的、封闭的(没有环境的、与外界没有交流)思想来研究某个原子,可能会有电子能量耗尽、轨道内陷、落入核内之灾。
然而自然事实是:原子不会是孤立的,周围有物质、有环境、有温度、有热辐射、,所有原子都是处在交流、互动、开放的环境中。温度高的原子,并向外发出电磁波辐射;温度低的原子吸收外界的电磁波辐射,这就是原子与外界的互动和交流,由此才有“热总是由高温度物质向低温度物质传播”的热力学第二定律,该定律来源于自然事实。把原子看成是孤立的、封闭的,是形而上学的。
原子体系就是由发出或吸收电磁波达到守衡。每个原子都处在一定的环境中、永远不会是孤立的,周围有温度、有辐射,还有宇宙的2.7K背景辐射。
有了一定的温度和环境温度,核外电子伴生的波与外界环境中的电磁波进行着频繁的交流及互动,核外电子就能稳定存在、稳定运转。同时电子的运转伴生着电磁波,磁场又推动着电子的运动,电子永远也不会陷落到原子核内。
用孤立的观点(没有环境,没有互动)来看待单个的原子,臆想核外电子会内陷,由此搞出个不合事实的物质波理论和公式,造成了量子力学的又一错误。
2006、12、
《物理新视点》湖北人民出版社 出版
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