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原子中电子“形象”的建构及物质波的物理意义

已有 3032 次阅读 2008-1-18 16:01 |个人分类:物理学哲学

   原子中电子“形象”的建构及物质波的物理意义

原子中电子在能级跃迁中放出光子。光子的能量直接体现出电子能量、动量的改变。电子的动量与电子的德布罗意物质波波长有直接的关系,而波长与空间概念相关。物理学上就常用康普顿波长除以作为静态粒子的特征长度。我们的研究表明,将这个特征长度视为静态粒子的分布半径是有实验依据的。美国实验物理学家霍夫斯塔特对中子、质子分布半径的实验检验[7],及其他人对电子分布半径的测试,实验数据与特征长度就符合得相当好[8]。可见用波长建构电子的“形”是有实验依据的(见附录2)。

静态电子不是原子中的电子。静态粒子的特征长度不适用。原子中的电子在不停地运动。电子从一个能级跃迁到另一个能级,我们看到的是光的频率和强度,是不连续的谱线,不连续的光谱不能给大脑建立一个连续的电子形象。但原子中电子的德布罗意物质波波长有空间概念。类似地,我们试用原子中的德布罗意物质波波长 除以,作为原子中能级n上电子的基准曲率半径 。氢原子中,这个半径 刚好可以表述成:r=na0 ,或R=1/r  n是能级量子数, a0是玻尔半径,  R是相位圆的曲率,氢原子及其他物质波波函数的振幅中均可分离出 这一曲率因子。每一个能级有一个基准曲率Rn与电子对应,每一个时空点有一个与电子对应的曲率在变化。所以我们认为物质波是曲率波。曲率的大小表示电子的粒子性,曲率的变化表示电子的波动性[9]。波动性和粒子性在原子世界有了和谐的统一。

原子中电子越靠近原子核,曲率 越大,能级跃迁时发射的光子的频率越高;电子越远离原子核,曲率 越小,能级跃迁时发射的光子的频率越低。原子中电子越靠近原子核,曲率 越大,“形”越小,在“形”内找到点电子的概率越高,电子跃迁几率越高,光越强;电子越远离原子核,曲率 越小,“形”越大,“形”内找到点粒子的概率越小,电子跃迁几率越低,光越弱。曲率解释充分利用了光在人类建立客体“形”中的作用,我们把这叫“光形转换”;曲率解释同样利用“形”与质点之间的关系,建立了几率解释与曲率解释之间的对应连接,我们称其为“形点转换”。曲率解释可以包容几率解释。但我们可以证明原子中,我们用波长为电子建构的“形”在原子深处不可忽略,失去了宏观质点抽象的条件[10]如果非要把原子中的电子抽象成质点,点电子的位置就会有分布误差,误差范围就是电子“形”的展布半径。“点”电子有了新的性质,这就是“质点”在其“形”内的不确定性。而且质点是虚的,波是实的,表现为动量决定的空间特征量的变化。原子世界中,曲率波和虚质点共同组成了量子力学的描述对象——电子的物理实在。



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