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2024-02-17 14:07

世界是精心设置的,光速与电子的电荷有关

如果量子力学没有诞生,我们对世界的理解就会是错误的。

我们曾经以为这个世界上有静态的事物,但事实上并没有。 任何地方都没有静态的东西。

如果我们发现某个静止的东西,那是因为我们还没有放大它。

▍运动是物质存在的方式。

18世纪末19世纪初,欧洲不仅爆发了工业革命,还爆发了科学革命。 在瑞士这样一个小地方,有两所著名的大学:洛桑联邦理工学院和苏黎世联邦理工学院。 。

这里诞生了30多位顶尖物理学家,其中包括著名的爱因斯坦。 可以说,欧洲主导了现代物理学的发展,而物理学最重要的革命就是量子力学的诞生。

卢瑟福用阿尔法粒子轰击一张很薄的金箔,发现大部分阿尔法粒子穿透了金箔,但也有一小部分像撞到硬物一样反弹,有的几乎按原来的路径被炸飞了。 反弹回来。

这表明原子的质量集中在一个很小的点上,因此提出了原子的太阳系模型。

但太阳系模型无法解释原子发光的现象。

玻尔将卢瑟福的模型修改为玻尔模型,认为电子绕原子核运行时,从一个能级跃迁到另一能级时需要吸收能量。 当电子跳回原始能级时,它们需要将其释放。 能量以光子的形式发射。

根据玻尔原子模型,电子的轨道能级受量子力学定律控制。 不同的轨道半径对应不同的能级,并且这些能级是不连续的。 当电子在不同能级之间来回跳跃时,它们会发出不同光谱的光。 这是原子的光谱。

除了大爆炸自然产生的光外,宇宙中的大部分光都是由电子振动发出的。

▍物质相互作用,为什么一张桌子可以容纳一个杯子?

当科学家研究原子光谱时,他们发现电子发出的光与玻尔原子模型预测的结构不同。

玻尔的模型很粗糙,但电子发射的光谱实际上具有更精细的结构。 一条光谱线将分裂成多条线,中间有非常细的暗带。 这说明核外电子的能级需要更加细分。

为了解释光谱的精细结构,阿诺德·索末菲修改了玻尔模型。

在玻尔模型中,电子围绕原子核作圆周运动,而在索末菲模型中,电子围绕原子核作椭圆运动。

此外,索末菲引入了精细结构常数来解释氢原子谱线的分布。

事实上,索末菲的原子模型仍然存在缺陷,原子的谱线比索末菲的理论所能解释的更详细。

最终完成这个解释的人就是大名鼎鼎的薛定谔。 只有薛定谔方程才能完整解释原子核外电子的运动。

薛定谔方程是一个二阶偏微分复方程。 解是一个复数。 复数的实部和虚部的平方和代表电子的分布概率。 这种分布以电子云的形式表示。

嗯,听起来索末菲并没有什么问题,但事实并非如此。

后来在研究量子电动力学,研究电子之间的相互作用时,发现索末菲提出的精细结构常数非常有用。

电子之间的相互作用是通过虚拟光子的交换而发生的。 这个力的大小随着光子交换的复杂程度呈指数下降,而精细结构常数是这个指标的基础。

我们日常生活中几乎所有的力都是电子之间的相互作用,因为原子核不能相互接触。 当我们把一个杯子放在桌子上并由桌子支撑时,这是因为桌子上的电子对杯子的底部施加了压力。 的电子发挥了作用。

▍那么,精细结构常数是多少?

精细结构常数通常用α表示,是指第一玻尔轨道氢原子核外电子的速度与光速的比值。 该值约为1/136,计算公式为α=e^2/(4πεc)。

其中 e 是电子电荷,ε 是真空介电常数,是约简普朗克常数,c 是真空中的光速。

索末菲原子椭圆轨道理论_索末菲原子椭圆轨道理论_索末菲原子椭圆轨道理论

精细结构常数将电子电荷与光速联系起来。

如果光速发生变化,精细结构常数必然发生变化,电子之间的相互作用也必然发生变化。 放在桌子上的杯子可能会突然沉入桌子中。

因此,光子不仅不能停止,而且必须一直飞行,而且必须以恒定的速度飞行。

▍光的本质是什么?

可以说,量子力学彻底改变了人类的世界观,其对宇宙和生命的启发意义远远超过任何哲学思考。

我们的手臂和身体是连在一起的,但中间其实是有一个缝隙的。 换句话说,从量子和原子的角度来看,我们的身体只是一堆围绕着原子核的电子,但原子核的大小只相当于足球场中的一个玻璃球。

如果将人体中的所有原子核捏在一起,它们的大小大约有针头那么大。

因此,物体看起来有体积是因为有电子高速绕原子核运行。

原子通过共享电子形成化学键形成分子。

分子之间存在氢键和二硫键,正是这些键连接着我们身体的各个部分。

原子核之所以阻止电子飞翔,是因为电磁力的作用,分子间的键能也是电磁力。

电磁力的传播粒子是光子。

如果没有光子的运动,我们的身体就会碎成小块,整个世界就会分崩离析。 因此,世界的存在方式是运动而不是静止。

那么光的本质是什么? 根据经典电磁波的解释,光是垂直振动的交变电场和磁场。

根据量子力学,光子是一种高速运动的能量团,没有结构,只有性质。

光子的性质用量子力学中的量子数来表示。 光子的能量量子数对应于电磁波的电场分量,光子的频率量子数对应于电磁波的磁场分量。

光子和物质可以相互转化。 当正粒子和反粒子相遇时,它们会转化为光子并成为能量。

同样,光子可以转化为物质。 高能光子碰撞可以转化为电子和正电子,在更高的温度下可以转化为质子和反质子。

▍这个世界是既定又相互关联的。

物质的本质是能量的模糊质量。 如果这种能量被束缚在一个空间中,我们看起来就像一个实体。

光速为每秒30万公里。

此外,还有一种粒子也以每秒30万公里的速度运动。 这个粒子就是胶子。

胶子对我们来说是看不见的,因为它们位于原子核中的质子和中子之中。

胶子在质子和中子内部极小的范围内以光速运动,贡献了万物质量的 95%。

例如,我们有一个没有质量的空盒子,我们抓住光子并将其放入其中。只要光子不断在盒子的壁之间弹跳,那么空盒子就有质量。

一位哲学家说:存在就是被感知。

但感知取决于相互作用,而物理世界的很大一部分相互作用并依赖于光的运动。

光以恒定速度传播,因为这是世界存在的本质。

就运动而言,世界的本质是光速。 从质量的本质来看,世界的本质是限制在微小范围内的光速; 就力的传播特性而言,光速定义了电子电荷的固定值。

世界的本质是虚空,虚空之中蕴藏着大量的能量。 光子是这种能量的一种形式,因此光子不需要能量来飞行,因为它们就是能量。