原子光谱的理解.docx
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原子光谱的理解
原子光谱的特点
我们知道,太阳光或白炙灯发出的白光,是由红,橙,黄,绿,蓝,紫等不同波长的光组成的一种混合光,其谱线是连续的.
但我们获得的任何原子的光谱都是线状的.而且每种原子都具有自己的特征光谱,如图3-8所示。
氢原子光谱是最简单的一种原子光谱,图3-9和3-10为氢原子发射光谱实验示意图和光谱图。
开天辟地之一
论电子结构与原子光谱问题
谭星军
Email:
txj731@
序
上个世纪初,玻尔理论在解释氢原子光谱问题时获得了巨大的成功,许多人以为解决原子光谱问题指日可待。
然而一晃一百多年过去了,众多的有志之士为之不懈奋斗,或心有余而力不足,或是有劲无处使,英雄无用武之地,陷身其中,不能自拔,除了增加了一些晦涩难懂的“理论”、“假设”以外,人们并没有取得突破性的进展。
所有的研究成果仅仅只是停留在对已有实验数据的解释上,就连原有的卢瑟福的原子行星模型也被改成一团云雾的“电子云”模型,真是不改还清楚,越改越模糊了。
愚以为就人类目前的科技水平而言,要解释原子光谱问题,主要是思维方法问题而不是实验设备问题。
这样讲有些人可能会勃然大怒,真是看人挑担不费力,站着说话不腰疼,有本事你试试看!
不错,本文的目的就是阐述彻底解决原子光谱问题的方法,既然号称开天辟地,必然有独到的见解,但仅仅有独到的见解还不够,关键是诸位看过以后心服口服,并且立即扔掉以前固执的想法,掌握运用解决原子光谱问题的新观点、新方法,在原子光谱领域干出一番事业来。
倘能如此,则足矣。
*1、光子是电子的组成部分
(本节的目的是弄清楚发光现象究竟是由原子的哪一部分来完成的)
燃烧的蜡烛、通电的灯泡、太阳以及宇宙中无数的恒星都能够发光,尽管它们发出的光颜色可能不同;通常我们见到的物体也可以“发光”,只不过这些光属于红外线,肉眼看不见。
从广义上来讲,自然界中的一切物质,只要其温度在绝对零度以上,就可以向外辐射电磁波,而人眼能够看到的可见光仅仅是电磁波中的极小一部分。
那么,物质是如何发光的?
光子是由物质的哪一部分发出的呢?
分子运动论指出,物质是由原子(分子)构成的。
在化学变化中,伴随着电子的得失,常常有光子(能量)放出,其它的许多事实也表明,原子是物质中最小的发光单位。
既然光子是由原子放出的,那么原子又是如何发光的呢?
要弄清这个问题首先必须明白光子是由原子的哪一部分放出的。
我们知道,原子是由原子核和核外的电子构成的。
在原子发光以前,光子作为一种物质实体,独立于人类的意识而存在,它是不以人们的意识为转移的,那么光子究竟存在于原子中的哪一部分呢?
显然,光子或者存在于电子之中,或者存在于原子核中,二者必居其一,而不可能有别的选择。
通常情况下,原子核的结合能极大,当原子核裂变以后放出的能量往往在兆电子伏数量级上,而且放出的光子也都是γ射线之类的高能光子,而我们通常所指的发光现象,如可见光、红外线之类的电磁波,其能量都在几个电子伏的数量级上,所以一般的发光现象,都是由原子核外的电子放出光子。
我们讨论的焦点也集中在电子发光上。
既然电子可以放出光子,那么在电子发光前光子必然是电子的组成部分,或者说电子有一定的内部结构,光子是其组成部分之一。
我们知道,电子带有一个单位的负电荷,而光子却是中性的不带电,这说明电子内部的负电荷不是均匀分布的(因为如果电子内部的负电荷是均匀分布的,那么光子也应该带负电)。
我们还不知道电子内部的其它组成部分是什么,但我们可以肯定的是:
光子一定是电子的基本组成部分(当然电子内部必然还有带负电荷的其它粒子)。
知道上述两点对我们解决原子光谱问题已经足够了。
我们从最简单的氢原子入手分析。
氢原子是由质子和一个电子组成的。
质子带一个单位正电荷,电子带一个单位负电荷,它们之间的距离很小,在纳米的数量级上,所以它们之间的静电力很强。
由于电子内部的电荷不是均匀分布的,带负电的粒子在原子核强大的静电引力作用下,必然被吸引向靠近原子核的一方,此时电子产生了形变;如果原子核的静电引力足够强,那么电子就可能发生裂变,作为裂变的产物━━光子就诞生了。
电子裂变放出光子以后,其质量变小,体积也相应减小,于是各个部分之间结合得更加紧密,此时电子处于饥饿状态,适当的时候还可能吸收一个光子,这就为电子的下一次裂变放出光子准备了前提条件。
而原子主要是通过电子不断地吸收、放出光子来和外界交换能量的。
从前面的分析我们知道,决定电子能否裂变放出光子的因素有两个:
原子核的引力和电子内部的凝聚力。
这两个力是相互矛盾的,电子就是在这一对相互矛盾的力的作用下处于平衡状态。
很显然,原子核的引力总是力图使电子发生形变━━进而产生裂变━━直至放出光子,而电子内部的凝聚力则总是力图使电子凝聚成一个整体━━并尽可能地再吸收一个或多个光子。
由于光子有一定的质量,所以电子吸收一个光子后其质量必然增大,放出一个光子后其质量必然减小。
可以简单地认为,原子核的引力总使电子质量减小,而电子自身的凝聚力总使其质量增大。
正是这一对相互矛盾的作用力平衡的结果导致了电子在原子中能够稳定地存在。
那么这两个力对电子裂变放出光子产生什么样的影响呢?
首先来看原子核的静电引力。
库仑定律指出,两个点电荷的作用力,与它们电量的乘积成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
即有
由此可见,原子核对电子的静电引力与原子核自身的电量有关。
在原子核与电子距离一定的情况下,原子核电量越大对电子的静电引力也就越大,因而也越容易使电子裂变产生光子;原子核电量越小对电子的静电引力也就越小,因而也不越容易使电子裂变产生光子。
对于同一个原子而言,原子核的电量是一定的,原子核与电子之间的静电力仅仅取决于它们之间的距离,距离越小则静电力越大━━因而越容易使电子裂变放出光子。
我们再来看电子自身的凝聚力的大小和哪些因素有关。
为简单起见,我们仅认为电子是由光子(中性物质)和带负电的粒子组成的。
当然这种看法是不完全正确的,但却不影响我们分析问题。
在通常情况下,电子内部各部分间存在着排斥力和凝聚力,这两种力处于平衡状态。
在原子核强大的静电作用下,电子内部的负电荷有向原子核一面集中的趋势,这个趋势必然引起电子形变,如果原子核的引力足够强则电子就会发生裂变放出光子;反之,如果一个电子裂变放出光子以后,其质量必然减小,此时电子体积减小,其内部结合得更加紧密,这时它可能会吸收一个光子而成为新的电子。
在电子和光子相遇后,由于光子不带电,所以当光子进入电子内部以后必然打破了原来电子内部各部分之间的平衡。
如果形成的新电子内部各部分之间的凝聚力大于排斥力,则形成的新电子就是稳定的;反之,若形成的新电子内部各部分之间的排斥力大于凝聚力,则形成的新电子就是不稳定的━━它将裂变放出光子。
电子和光子从相遇━━结合━━分离需要一定的时间,倘若这个时间极短,那么我们可以认为:
电子不与该光子作用;倘若这个时间较长,那么我们可以认为电子吸收了该光子。
以上说了这么多,归结起来就是,光子是电子的组成部分,电子可以吸收一个光子后形成新的、质量更大、内部结合力更弱的电子;也可以放出一个光子后形成新的、质量更小、内部结合力更强的电子。
实际上,在上个世纪人们就发现,原子核是由中子和质子组成的,并且也发现了同一种元素的多种同位素。
如果有人说同一种元素的原子核(带有相同的质子数)可以吸收几个不同数量的中子形成质量不同的新的原子核(同位素),谁都不会怀疑;但同样是带电粒子,却没有人去分析电子的内部结构,既便有,也没有人把它和原子光谱问题联系起来,实在很可惜。
这其中固然有人们思维定势的一面,但最主要的原因还是没法突破解决原子光谱问题的主要屏障━━原子和电子之间的磁力作用。
电子的质量可以变化,可以不停地吸收━━放出光子,这是在解决原子问题时我们遇到的第一个屏障━━但不是最主要的屏障,如果您现在还对这个问题持怀疑态度的话,那么下面的几节就不用看了。
**2、电子的质量━━结合能曲线
(本节的中心任务是说明电子质量的可变性)
自然界的规律往往有惊人的相似之处。
我们知道,原子核可以裂变,裂变后有能量放出,但只有一些特定质量的原子核的结合能是很大的,人们称之为质量幻数。
从微观的角度来看,原子核质量幻数的存在,说明原子核是有一定的内部结构的,也就是说原子核不是一个匀质的硬性小球,它是由比它更低一级的粒子构成的,同时也说明人类目前对原子核内部组成研究的还不是很透彻。
和原子核质量幻数相似,电子也存在着质量幻数。
即电子的结合力与其质量的关系不是线性的,总有些特定质量的电子的结合力相当大,比其它质量电子的结合力大许多,也就是说,由于电子有一定的内部结构,使得总有一些特定质量的电子是相当稳定的。
前面我们指出,电子可以和光子作用,适当的时候可以吸收光子。
如果我们能把电子的质量和电子在该质量下电子的结合能描绘出来的话,那么我们将看到一条曲线,这条曲线上的许多峰值也指出电子质量幻数的存在。
那么电子的质量━━结合能曲线是怎样的呢?
一般说来,电子质量越大则体积也越大,内部各部分结合的越松散,在原子核静电力作用下越容易发生裂变;电子质量越小则体积也越小,内部各部分结合的越紧密,在原子核静电力作用下越不容易发生裂变。
也正因为如此,质量越大的电子结合光子的能力就越弱,质量越小的电子结合光子的能力就越强。
从光子的角度来看,对不同质量的光子而言,光子质量越小其进入电子内部后对整个电子内部各部分之间的平衡影响也越小,因而和电子的结合力也越大;反之,光子质量越大其进入电子内部后对整个电子内部各部分之间的平衡影响也越大,因而和电子的结合力也越小。
和原子核质量幻数相似,总有特定质量的电子的结合力相当大,比其它质量电子的结合力大许多,这些特定质量的电子往往对应于电子在原子核中的稳定轨道。
若以纵坐标表示电子的结合能,以横坐标表示电子的质量,那么电子的质量━━结合能曲线大致呈下降趋势,如图。
注意,在上图中所画的曲线是虚线,这里提醒诸位,千万不能按图对号入座,因为电子实际的质量━━结合能曲线可能与上面所画的有较大的差别。
实际的曲线究竟是怎样的,还有待于实验检验。
作为对比,我们给出原子核的平均结合能,如上图所示。
如上图所示,我们用简单的模型来模拟电子受原子核扰动时裂变的情形。
在上图中,我们假设电子的内部结构如左图所示,图中金色的圆点代表光子,绿色的圆点代表电子中带负电荷的部分,其余部分我们暂不考虑。
在电子没有受到原子核静电引力的时候,光子和带负电荷的部分在电子中均匀分布;当电子受到原子核静电引力作用的时候,由于静电引力的影响,电子中带负电荷的部分向电子的一侧移动,而光子就集中于电子的另一侧,如上图所示。
如果原子核的静电引力足够强,电子内部的形变也足够大,此时电子就会发生裂变放出光子。
前面我们指出,促使电子裂变放出光子的力是原子核和电子之间的静电引力,这个力是随着原子核和电子之间的距离减小而迅速增大的。
也就是说电子离核越远受到的静电引力越小,电子离核越近受到的静电引力越大。
通常情况下,电子带负电,而原子核带正电,在静电力作用下,电子会产生一定的形变(当然原子核也会产生形变,不过由于原子核的结合能比电子的结合能大得多,所以原子核的形变往往可以忽略),如果电子的形变达到一定限度,其内部的凝聚力不足以使电子维持成一个整体,这时电子就会发生裂变,其结果是电子放出光子;放出光子后,电子处于饥饿状态,若原子核的静电引力减小,它就会迅速吸收一个合适的光子形成新的、质量更大的电子,并且这一过程是可逆的。
由于静电引力的作用总是使电子裂变质量减小,离核越近电子受到的静电引力越大,电子发生形变放出光子的可能性也越大,所以同一个电子在其处于平衡状态时,离核越近质量越小,离核越远质量越大。
这个问题可以从两方面来认识。
一方面电子离核越近受到原子核的静电引力越大,必然使其裂变放出光子;另一方面,电子离核越近时只有放出光子减小体积使内部各部分结合得更紧密才能够抵御原子核的静电引力。
从一个角度来说,电子离核越近质量越小,其结合光子的能力也越强,或者可以说其饥饿度越大;电子离核越远质量越大,其结合光子的能力也越弱,其饥饿度越小。
在多电子原子中,内层电子往往容易吸收能量较高的光子而外层电子往往易吸收能量较低的光子就是这个道理。
通常情况下,电子内部各部分间存在着凝聚力和排斥力两种力的作用,在电子和光子作用以前,电子内部各部分处于平衡状态。
在电子和光子作用后,电子内部各部分间的平衡状态被打破━━如果形成的新的电子内部各部分之间的凝聚力大于排斥力,则形成的新的电子就是稳定的;反之,若形成的新的电子内部各部分之间的排斥力大于凝聚力,则形成的新的电子就是不稳定的,将裂变放出光子。
显然,电子和光子从结合到分离的过程需要一定的时间,倘若这个时间极短,那么我们可以认为电子不与光子作用,倘若这个时间较长,则可以认为电子吸收了光子。
这里电子质量幻数倒不难理解,关键是电子质量的变化较难理解。
从以上的分析可以看出,电子离核越近质量越小,电子离核越远质量越大,当然自由态的电子质量是最大的了。
电子吸收━━放出光子这一过程的可逆性就在于,近核轨道上的电子可以吸收一个光子跃迁到离原子核更远的轨道上,也可以放出一个光子到达离核更近的轨道上;而离核较远的轨道上的电子可以放出一个光子到达离核较近的轨道上,也可以吸收一个光子而跃迁到离核更远的轨道上,以上过程可以不断重复下去。
在通常情况下,一个原子中的电子吸收━━放出光子的过程不停地重复着,并且一刻也没有停止过。
事实上,只要物体的温度在绝对零度以上,电子吸收━━放出光子的过程就一刻也没有停止过,稍后我们会详细讨论,热现象的本质就是原子中电子与外界交换光子(能量)的过程。
*****3、原子核和电子之间的磁力作用
(本节的中心任务是指出原子核和电子不会吸引在一起的原因)
早在几个世纪前,人们就发现用毛皮摩擦过的橡胶棒和用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引轻小的物体,人们称这种特性为物体带了电。
后来人们发现电荷有两种,一种是正电荷,一种是负电荷,比如质子带的就是一个单位正电荷,而电子带一个单位负电荷。
库仑定律定量描述了带电点电荷之间静电力的大小,指出两个带电点电荷的作用力在它们的连线上,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(注意,库仑定律并没有指出:
仅在静电力作用下,带点点电荷的运动轨迹就一定是直线)。
在宏观世界中,库仑定律足够准确了,两个点电荷若不受其它外力作用,仅在静电力的作用下,要么吸引在一起,要么互相分开。
其运动轨迹是直线。
导致人们产生一个错觉,认为“带电点电荷仅在电场力作用下其运动轨迹是直线”(这个错觉的产生就像人们错误地认为光在空气中总是沿直线传播的一样,实际上“海市蜃楼”等自然现象明显地反映出光在空气中也会沿曲线传播)。
这也是大多数人的通病,往往过分相信自己的经验,以至于不能具体情况具体分析。
相传李鸿章在第一次吃冰棍时,看见周围冒汽,以为很烫,就用嘴吹,遭到嘲笑。
同样的错误我们也会犯。
例如,因为宏观点电荷在静电力作用下沿直线运动,我们就固执地认为微观点电荷(包括质子、电子等)在静电力作用下也是沿直线运动的,从而忽视了宏观点电荷和微观点电荷的区别(不知道其他人是否也认为微观点电荷仅在静电力的作用下必将沿直线运动,反正在很长一段时间内我是这样认为的,也走了不少弯路)。
事实上,“点电荷仅在静电力的作用下其运动轨迹是直线”这一结论在宏观世界中是足够准确的,但在微观世界中,特别是在原子核和电子这类荷质比非常大的粒子中,我们的经验出了问题,因为原子核和电子这类荷质比非常大的粒子仅在静电力的作用下并不是沿直线运动,而是沿着螺旋线运动的。
我个人认为,这是解决原子光谱问题最关键的一步,倘若想通了这一点,那么解决原子光谱问题就容易得多了,所以这一节是整篇文章最难理解、也是人们最不愿意接受的。
库仑定律指出:
两个点电荷之间的作用力与它们电量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力在两个点电荷的连线上。
这就是说,倘若有相距一定距离的两个静止的异种点电荷,仅仅在静电力的作用下这两个点电荷必将吸引在一起,不论这两个点电荷的电量如何,质量怎样变化,这个结果都不会改变。
对原子而言,原子核带正电,电子带负电,为什么原子核和电子没有吸引在一起呢?
如果认为电子在原子核周围做圆周运动,而原子核对电子的静电引力正好等于电子做圆周运动所需的向心力,所以原子核和电子没有吸引在一起,仅有这样的解释是不够的,也不足以令人信服。
我们知道,电子在原子核外做圆周运动时其角动量是不守恒的,先来看一个假设,若一个游离态的电子遇到一个质子,它们必然会形成一个原子。
开始的时候,在原子核和电子相距一定的距离而相对静止时,可以认为电子绕原子核作圆周运动的角动量为零,当电子绕原子核周围做圆周运动而处于稳定状态时,其角速度必然不是零,所以在原子核和电子间必然存在着除静电力以外的力。
在它们形成原子以前,是什么力给了电子做圆周运动所需的角动量呢?
这说明在原子核和电子间并不是仅仅有静电力存在,它们之间一定存在着其它力的作用━━这个力就是原子核和电子之间的磁力。
要深刻理解这一点,先来看一个实验。
我们知道,当导体中有电流通过时,会在其周围的空间中形成磁场,磁场的方向可以用安培定则来确定。
如上图所示。
同样,运动着的磁场会在其周围的空间中产生电场,这就是人们常说的电磁感应现象:
变化(运动)的电流产生磁场,变化(运动)的磁场产生电场。
对于微观原子核和核外的电子来说,它们都处于运动状态,尤其对电子来说,更是处于高速运动状态,其产生的磁场是很强的,那么微观粒子间的作用力如果呢?
如果给两条平行导线通电,则这两条平行导线形成的磁场会互相影响以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用,这个力使它们彼此吸引;反之,若两条平行导线通以不同方向的电流,则它们会相互排斥。
如图:
上图所不是不通电时两条平行导线间的受力情况。
上图是通以相同方向电流时两条平行导线的受力情况。
上图则是通以相反方向电流时两条平行导线的受力情况
那么,以上三幅图能说明什么问题呢?
我们知道,通常所说的电流方向是指正电荷的动动方向。
就是说,电流方向是正电荷的运动方向,也是负电荷运动的相反方向。
换句话说,当正电荷由左向右运动时,电流方向就是从左指向右的,当正电荷由右向左运动时,电流方向就是由右指向左的;但是对于负电荷却恰恰相反:
当负电荷由左向右运动时,电流方向是由右指向左的,而当负电荷由右向左运动时,电流方向则是由左指向右的。
对于两个相向运动的原子核和电子而言,如图,假设左边的是带正电的原子核,右边的是带负电的电子(当然这两者的体积比例可能并不恰当,但这里只是为了说明问题)。
我们知道,当原子核和电子在静电引力作用下相向运动时,原子核向右运动,它所形成的电流方向也是指向右方的;而电子此时向左方运动,它所形成的电流方向则是其运动方向的相反方向,也是指向右方的。
这里,我们看到,原子核和电子相向运动时,正相当于通以相同方向的两条平行导线。
如图:
此时原子核和电子之间会产生磁力作用,在磁力作用下,它们必将相互吸引,从而引起它们的运动轨迹发生变化。
原子核和电子在静电力作用下将相向运动,此时它们就相当于通以相同方向电流的两条平行导线,在它们之间也将产生磁力作用。
静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度,而原子核和电子之间的磁力则使电子获得绕核运动的切向速度。
我们知道,原子核和电子之间的磁力是随着它们相对速度的增大而增大的。
在磁力作用下,原子核和电子并不是沿着直线相互靠近的,而是沿着螺旋线靠近。
最终形成稳定的原子系统,如下图所示。
我们知道,静电力的作用使电子获得向心速度,而磁力作用不改变电子运动速度的大小,仅改变电子运动的方向。
有了这样的认识,讨论原子问题就容易得多了。
我们知道,运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力的方向总是既垂直于电荷速度方向,又垂直于磁场方向,即垂直于磁场方向和速度方向所确定的平面。
当带电粒子垂直磁场方向射人磁场时,受到的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力对粒子不做功,它只能改变粒子速度方向而不能改变速度的大小,在粒子只受洛伦兹力的情况下,带电粒子的动能保持不变。
洛伦兹力的大小与电荷的电量、运动速度和磁场强度有关,即有:
式中F为电荷在磁场中受到的作用力,B为磁场强度,
为电荷电量,V为电荷相对磁场的运动速度。
对于原子系统而言,原子核和电子的电量都为定值,它们之间的作用力大小仅仅与它们之间的磁场强度和它们之间的相对速度有关。
而这个磁场是怎样产生的呢?
很显然是由原子核和电子的运动产生的。
由于这个磁场也是由由原子核和电子的运动产生的在,故有:
上式中
1为原子核的电量,E为电子电量,V为由原子核和电子的相对运动速度。
把
(2)代入
(1),有:
从这里我们可以看出,原子核和电子之间的磁力作用与它们之间的距离有关,它们之间的距离越近,磁力作用就越大。
我们可以这样认为,假设有一个电子和一个原子核开始时处于一定的距离并相对静止,此时它们之间的相对速度为零,因此它们之间的磁力作用也是零。
此后,在静电引力作用下,原子核和电子开始相向运动,此时由于它们之间的相对速度不是零而开始产生磁力作用,随着原子核和电子之间的距离逐渐缩小,它们的相对速度也逐渐增大,也就是说随着原子核和电子之间的距离逐渐缩小,它们间的磁力作用也越来越大,并且在这个磁力作用下,原子核和电子逐渐偏离了原来的直线相向运动轨道而逐渐变成电子绕原子核做圆周运动。
当原子核和电子间的距离足够小,它们的相对速度足够大时,此时磁力作用使电子获得了足够抵御原子核静电引力的绕核角速度,从而形成了稳定的原子系统。
上面我们指出原子核和电子是沿着螺旋线靠近的。
现在我们来分析为什么宏观点电荷是沿着直线运动的,以及微观点电荷形成原子系统的临界条件。
很显然,要形成微观原子系统的充分条件是点电荷之间的磁力足够强,点电荷的质量要足够小。
而点电荷间的磁力是与它们的相对速度有关的,相对速度的获得又是静电力对点电荷做功的结果。
至此,我们可以找到它们的关系。
在这一节的讨论中,有一个问题值得我们格外关注。
那就是,在微观原子系统中,我们发现,两个电荷之间的作用力随着它们的运动速度的增加会发生变化。
也就是说,当两个电荷相对静止时,它们之间只有静电力的作用,而一旦它们相对运动以后,在它们之间就会产生磁力作用。
需要我们特别注意的是,这个磁力作用总是在抵消与静电力作用的效果。
比如说,原子核和电子之间的静电力作用总是使原子核和电子之间的距离缩小,表现为引力;也而原子核和电子之间的磁力作用总是使原子核和电子相互分离,表现为斥力。
也就是说在一定程度上磁力作用抵消了静电力作用的效果。
在宏观电荷中,由于电荷的运动速度不是很大,所以磁力对静电力的抵消效果并不明显,而在微观系统中,由于带电粒子的运动速度很大,有的甚至接近光速,所以磁力对静电力的抵消效果将非常明显。
明显到什么程度呢?
甚至可以明显延长电荷的衰变时间,即产生相对论所说的“钟慢效应”。
关于这一点,我们将在第四章中有详细的阐述,这是暂且不提。
上面的分析指出了我们不能用宏观电荷模拟微观原子的根本原因就是二者的荷质比不同,而不是二者的物质波的波长不同。
稍后在光的粒子性一文中,我们将详细论述所谓的物质波不过是具有一定内部结构的不同粒子在外力作用下的不同表现而已。
我们知道,原子系统在静电引力作用下处于平衡状态时,电子必须有足够的绕核角速度,而正是由于电子和原子核之间的磁力源源不断地为电子提供了绕核角速度,从而维持着原子系统的稳定。
电子和原子核之间磁力的产生从根本上来说来源于静电引力,静电引力和磁力从根本上来说其实是一种力的两种不同表现而已。
正所谓拔出萝卜带出泥,从原子问题中我们可以看到静电力和磁力有着密不可分
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