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电子的结构和质子自旋危机的解决

电子内部的构造是怎么样的？在人类心目中，电子是闪耀的坚固的无从捉摸的高弹性精灵，它的结构简直无从设想.美国科学家把问题提得非常深刻又无奈：“是什么把电子结合成整体的，正如是什么使电子保有这样精确固定的电荷值一样，令人迷惑不解.电子不同部分间的静电作用力是相互排斥的，所以电子内必定还包含一种比电作用力更强的作用”^【1】.

质子中的点粒子是夸克，实际上它们还包括胶子和不断产生、湮灭的海夸克．过去认为质子自旋为1/2，是由三个夸克提供的，而如今的研究却不能支持这一观点，质子中的三个夸克的总角动量只占质子自旋的15%，而大部分自旋也许由胶子和海夸克承担．这被称为“质子自旋危机”，是个热门课题．

泡利不相容原理在一定程度上反映了物质之间的排斥作用.但是泡利不相容原理只是说同性粒子不能占有同一个空间位置，没有说明正负粒子之间是不是会相互排斥.

电磁力与强相互作用互为反作用力是对称的绝对性的表现形式，其变化规律不同是对称的相对性的表现形式，进一步说明了对称的绝对性与相对性原理的正确.根据这一理论根本不存在质子的自旋危机，电子结构问题自然迎刃而解，靠强相互作用聚集在一起，泡利不相容原理也是强相互作用的表现形式之一.

在原子内部四种相互作用力必须同时考虑，现代物理学根据结合能判定原子的稳定性有一定的局限性，例如1）铁的结合能最大，意味着它和附近的几个元素（钒铬锰铁钴镍）最稳定.2）比铁轻的元素结合能比较小，所以理论上应该趋向于结合成更稳定的重元素.这可以定性地解释为什么氢的同位素会产生核聚变.3）比铁重的元素的比结合能也比铁小.这可以定性地解释为什么铀和钚等重元素会裂变成比较稳定的轻元素.但是比结合能曲线也有一些没有被实验结果印证的地方：1）按照比结合能曲线，锂和其他轻元素应该能够聚变成较重的元素，比如碳和氧.可是这并没有实验印证.2）按照比结合能曲线，凡是比铁重的元素应该能够裂变成较轻的元素，可是我们知道，这没有实验支持，比铁重的铅才是最重的稳定元素.3）铀233，铀235，铀236和铀238的比结合能相差微乎其微，可是他们的稳定性相差好多个数量级.铀233，铀235和铀236都是裂变铀，而铀238是相当稳定的，其半衰期约四千五百万年.4）稳定的轻元素原子核中质子数和中子数大致相等，而稳定的重元素原子核中中子数可以比质子数多一半.质子和中子的这种不对称性没有在这一比核结合能曲线中得到反映.

参考文献

【1】[美国]E.M.珀塞而尔，电磁学.[M].北京：科学出版社.1979.6.