关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究续(17)
——新量子力学概要之补充(4)

2019-11-29 08:45周万连
科技传播 2019年16期
关键词:主族周期表能级

周万连

1 概述

本文再次论述了,有关新量子力学与主流量子力学相一致的若干问题。可以看到,笔者是从新的视角去探讨其物理机理。文中所言,实为量子力学的深入研究发展提供一些有益的线索。文中并列出了,笔者关于新量子力学概要之特征,以便于读者阅读。同时,能更有利于促进量子力学的研究和发展。

2 再论

X 形量子相轨道能级层图[14][16][17更正]与主流量子力学相关的量子数及轨道云图的一致性问题

1) s、p、d、f 原子轨道能级与电子壳层的关系:s、p、d、f=1、2、3、4、3、2、1(5、6、7),显然,s、p、d、f 是依次叠加包容关系。即能级和能级差的关系。5、6、7 等于再重叠。即=(等号)两边是相对应的投影关系.这里再强调一下,这里的s、p、d、f 原子轨道能级,又与元素周期是正相关的。

2) s、p、d、f 轨道与相轨道能级层图的关系:s、p、d、f 与X 形相轨道能级层图±90º和±180º是一一对应的关系。其中,电子的轨道相位±90º和±180º即相位差,又与s、p、d、f 相投影,即1、2、3、4 壳层。其代表着能级差的逐渐增大。例如,s 原子轨道为+90º态。p 为±90º叠加态。d 为±90º和±180º的多重叠加态。

3)主量子数与副量子数,即电子壳层与亚层,亦即整数能级与分数能级[14-16]的关系:

(1)主量子数实际就8 个(包括0 能级),即整数能级。同时,对于元素周期表而言,就是电子壳层对元素周期表的投影。

(2)副量子数,即分数能级就多了,一个分数能级就对应一度坐标的位置,亦即亚层。如果,按整数能级所辖,分数能级的划分呈2、8、18(16+2)、32、18(16+2)、8、2。因此,L=(n 1),即副量子数(分数能级)不能超出主量子数(整数能级)的范围。

(3)而磁量子数表明,在外加磁场的作用下,粒子可以在±180º之间反转,即处于手征态,即粒子数反转态。因此,m 自然在态的限制内。

(4)另外,关于自旋量子数+1/2 和 1/2,应该说和轨道是同步的[16]。因为X 形相轨道能级层图就是交叉对称的。即±90º和±180º是交叉对称的。

4)综上所述,整个电子群(电子云),就如台风一样,形成能量传导3 部曲的选边站队,而谐振子的“以太”就是光子,即磁力线。电子可以发射光子影响磁场。同时,变化的磁场又可以扩大电子的轨道[19]。

5)同时,核内的电磁场和核外的电磁场交织穿插在一起。但,磁极肯定不同。同样,正反粒子也是磁极不一样。这就是笔者认定的,频率差决定正负。因为,有了频率差就有了相连齿轮的反向力效应。于是,就形成斥力,相位就相差90º直角。

6)关于计算问题,参考[18]中的论述。这里略。

3 再论新量子力学关于元素周期表中的主族、副族与电子壳层的关系,并试对氢原子光谱及一般原子光谱的分析

1)首先,我们知道元素周期表,是依核外电子的多少排序号的。同时又依核外电子数目分布形成周期。然后我们知道在几个周期中,纵向分布着若干主族和副族。同时又看到,主族和副族在各个周期中是混杂且一致的排列着。

现在有几个问题需要回答。一个是主族和副族是如何划分形成的?这个问题笔者在系列文章中已有论述[19]。即元素周期表的主族和副族,是依电子壳层投影到元素周期表坐标上形成的。而坐标即是,在VIII 族右侧纵向剪开,其左侧为y 轴,右侧为x轴。相重叠后y 轴和x 轴相对应。在坐标轴上,一个族一个能级。IA、IIA 及IB、IIB 为高能级部分。VIII 和0 族为低能级部分,即坐标原点。同时规定y 轴相对x 轴属于高能级,x 轴相对y 轴属于低能级。再一个问题是,电子壳层是如何投影到主族和副族、即坐标上去的呢?我们将电子壳层中的所有电子,从中一分为二,1/2 在上半区属副族,即坐标的y 轴,属高能级。1/2 在下半区是主族,属于x 轴,是低能级。这里显然有一个疑问,即壳层数和周期数是相同的,但壳层内的电子数与周期中的总族数,并不是一一对应的。也就是说并不对等呀。所以说,这里使用投影两字很重要。因为,原子总数,是依坐标从0º-90º依次形成的。而壳层电子也是从0º-90º依次填充进去的。即0º-90º并不是同时形成的,而是,一度一度,一层一层顶上去的,有历史的、时间的沿革。总之,是“坐标”对称的,与1/2 上、下半区,是协调、稳定、一致的。所以,应该就是这样来把握投影一词。另外还有一个问题需注意,原子壳层最外层电子为单数着为下半区,为主族。最外层电子为双数者属上半区,为副族。现在清楚了主族与副族的划分原则。但还有一个问题需要解释一下。即元素周期表最上边3 个周期都是主族。这样,坐标轴显然不对称。我们看到前3个周期,是最原始的元素,表明y 轴、本系统能量充沛,牢牢控制着x 轴、外系统。因为能量互导后,y 轴、本系统,即核力虽有所下降,但依然活力十足。这是一方面。同时,我们还看到,IA、IIA 和IB、IIB 互换了位置,这就是外系统和本系统能量互导的明显的证明。IA、IIA 的位置原本应是IB、IIB。这里明显的显示了x 轴与y 轴,能量互导的动态关系[16]。另外,看元素周期表,应从下向上看,元素序号越大则是包含更多低能级的电子。故主族和副族在一个周期中比较对等、均衡。例如第4 周期以上诸周期就是这样。另外,在前3 个周期中,主族占比高的原因,主要还与自然数2 有关系。在电子的7 个能级中,作用双方的有效能量和双方能量互导的均值的比值,均在2 以内,但没有到2[19]。即上、下半区的比例不均,下半区占比多一些。而下半区投影对象就是x 轴,即主族。因此,在前3 个周期中主族、A 族占比多一些。上面,就是笔者对主族和副族的形成机理的再次论述。

2)下面,再对氢原子光谱与一般原子光谱的形成的规律进行分析。首先,确定总特征。这主要看其在坐标的什么位置上。即越靠元素周期表左端频率越高,呈紫色。越靠右端频率越低,呈红色。我们看氢原子,毫无疑问,从总特征上看,其属于最高能级。故其原子特征为紫色。其次,从氢原子内各能级相互作用的光谱来看,当其从能级3 跃迁到能级2 时,发射红色谱线。表明其主族的本质特征,即属于最外层单电子态,及单能级差并1/2 下半区、低能级态。但,当其从能级4、5、6、7 向能级2 跃迁时,表现其副族的特征。即表明其曾拥有的能量层级,及1/2 上半区的特征。即多能级差及最外层双电子的特征。故其发射的是绿兰(Hβ)、兰(Hγ)、紫(Hδ)、紫色(Hε)谱线。而从能级2 向能级1 跃迁时,则表现为副族特征,及1/2 上半区的特征.因此,其发射的是紫外线.氢原子光谱告诉我们,每个元素都有自己的谱特征,即原子光谱。这主要看在周期表的什么位置上。同时,原子内的各个能级,又依主族和副族的内禀属性,即电子壳层的1/2 上、下半区的属性,及上下半区相加是单能级差或双能级差,单为低能级态,双为高能级态,并参考氢原子光谱特征,以及1、2、3、4、5、6、7 与红、橙、黄、绿、青、兰、紫的一一对应关系,综合考量,决定原子内能级光谱的特征。以上就是笔者的推论.

3)在这里,笔者大胆推测,氢原子光谱及投影法,亦适用于笔者的俄罗斯套娃坐标系统。

4 新量子力学概要特征

笔者写作新量子力学概要特征,主要目的就是为量子力学的研究发展提供有益的线索.因为笔者前后有20 篇论文,有时一个问题分几次在不同的文章中论述,且侧重面不同.为了梳理一下新量子力学概要的脉络及特点,即名为新量子力学,到底新在哪里,从而使读者对此有一个较为明晰的概念.为此,笔者粗略的整理了一下前后20 篇文章所写的内容,呈现于读者。笔者深知量子力学是一个博大精深的学问,故笔者的论述虽属开创性的基础理论,但仍然只是提供了一些有益的线索.要形成完备的、可操作的体系,还需经受严格的检验和大家的共同努力。下面就分别列出这些特征。

1)能量不守恒的发现,即发现了连带性能量保留,从而发现了宇宙膨胀的原理。又通过对1/137 分之谜的研究,和对白洞-黑洞的分析,最终得出宇宙膨胀系数n^1.001。此膨胀系数,正好与中微子的质量及来历[5]相符合。因为,积分后,其原函数中的小数点后的百万分之一,即0.000001,就是中微子的质量指数。

2)量子轨道方程的由来和作用。从跷跷板效应,泡利不相容原理及模型,推导出谐振子与相位差,即高低能级相位至少相差90º。导出了三合一量子轨道方程、偏微分方程、能量方程、和角动量守恒方程。同时,提出能-轨力的概念。以上方程的计算结果,与普朗克黑体辐射λ-T 图相吻合。同时,导出了量子引力常数0.1923,使海森堡测不准关系,有了完美的结局。

3)展示了新量子力学相轨道能级层图与主流量子力学的四个量子数一致性的关系。展示了与原子轨道角度分布图的一致性关系。展示了与主流量子力学规范场的一致性关系。以上4.1,4.2,4.3就基本使量子力学与相对论统一起来了。同时,还展示了和元素周期表的一一对应关系。并对元素周期表的内涵,给予了深入的更加合理的解释。

4)展示了微观与宏观能量传导的一般规律。主要就是高低能级的相互“寻的”,和由此产生的选边站队的运动方式,包括电磁力与量子引力,包括电势和电磁场,包括蓄电池内的电场分布,即光子的轨道和电子的轨道的扩充关系。

5)找到了微观与宏观的统一的路径。主要就是牛顿第二定律与量子力学的统一。即新量子力学所称的能-轨力。即在相互作用中,不管是推还是拉,都是地球的反作用力,使物体的角速度封为零(当然地球局部角速度也封为零)。然后,半径伸向无限远,其反射回来的力呈晶体状。物体的内部,同时形成跷跷板效应,形成质心与轴心的分离——再重合,即角动量守恒的过程。整个过程中,物体本身的运动轨迹(轨道),就和上述物体内部形成的角动量守恒是同步的。或说角动量守恒的过程,就是高、低能级相互“寻的”的过程,在这个过程中,物体获得了速度,其实,这就是能量传导的一般过程,即能量传导3 部曲的过程。这一点看似复杂,但是,是牛顿第二定律的再发展的结果。解题步骤,依然是能-轨力,即用三合一偏微分方程去解速度和位移。在微观与宏观的统一的总框架中,量子引力常数0.1923 的找到,是一件非常重要的事情,是牛顿万有引力常数的升级版。

6)找到了微观与宏观与相对论的统一的路径。主要就是4.5 中论述的能-轨力,即三合一量子轨道方程所揭示的,物体相互作用过程。再加上宇宙膨胀系数。

7)推出了大一统的简便计算方法。即电磁场与引力场,通过量子引力常数的换算关系,及俄罗斯套娃坐标的普适性,就使复杂的计算问题简单化了。可以大大提高效率。同时,适应于微观与宏观的所有场合。

8)阐述了新量子力学关于四种基本力的问题。即电弱统一、电强统一、量子引力、电磁力。

9)论述了,新量子力学X 形相轨道能级层图与元素周期表及与化学的发展的一致性,为量子化学的发展,拓展了新路径。

10)论述了,新量子力学X 形相轨道能级层图与元素周期表、与凝聚态物理的发展的一致性。为凝聚态物理的发展,拓展了新路径。

11)论述了两种核聚变,即热核聚变和冷核聚变。探讨了元素序数增加的不同路径和方式。包括地球磁极的变换的证明,和手征态磁场的作用。

12)论述了,±β 衰变和准聚变的关系。探讨了宇宙演化与终结。其中,论述了黑洞与白洞、与1/137 之谜的关系。

13)可以看到,以上12 个问题都很重要。而核心的问题有2 个。一个是量子轨道方程及所属的问题,即4.1 和4.2 所述之问题。包括能量互导和宇宙膨胀系数等。还包括量子引力常数和大一统的简单计算方法等。这一问题的立论根基,就是笔者的跷跷板效应理论以及由此衍生出的三合一量子轨道方程等。此理论与著名的倒转陀螺实验是完全一致和吻合的。由此,新量子力学从最基础理论上就立住了脚,其理论及推理是基本正确的。

另一个核心问题,就是X 形相轨道能级层图及其所属问题。即4.3、4.4 所述之问题。包括与主流量子力学规范场理论的一致性、和4 个量子数的一致性。和电子轨道云图的一致性。包括新量子力学的量子引力常数与能量传导的一般规律问题。还包括与元素周期表中相关问题的形成问题。

另更正笔者的,关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究续(15)[18]中有两点疏漏,即175 页左下,倒12 行,第一个字180º,应为 180º。还有176 页左边第5 行第一个字β,应为 β。下面第23 行、26 行、34 行,都应是 β。特此更正。由此给读者带来的不便,深表歉意。

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