關于量子力學—經典力學—相對論力學的統(tǒng)一性理論可行性研究（續(xù)8）

周萬連

摘要 本文對筆者系列文章作若干補充說明，從而使筆者在圍繞可測量子軌道及相關方程，即諧振子（蹺蹺板效應）的核心作用方面所做的努力，真實可信，有說服力。丈中還重點用上述理論，對量子力學元素周期律的繼承發(fā)展，做一個初探。

關鍵詞 電子自旋；量子軌道等方程與相對論；躍遷軌道與殼層結構與元素周期律；正金字塔形；倒金字塔形

中圖分類號 04 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）17—0017—03

1概述

量子力學從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在，已經100多年歷史了。在這100多年中，量子力學飛速發(fā)展，筆者也以學習和愛好者的身份，加入到量子力學的發(fā)展中，在繼承的基礎上，予以拓展和發(fā)展。筆者的系列文章，就是試圖為量子力學的研究發(fā)展，及其對與經典力學和相對論力學的統(tǒng)一發(fā)展，提供一些線索。

本文將對筆者系列文章（見參考文獻[1-10]），作一些補充說明，以及用筆者的可測量子軌道理論及相關方程，對量子力學元素周期律的繼承和發(fā)展，做一個初探。

2對筆者所提若干問題的補充解釋

2.1關于重力加速度

傳統(tǒng)理論認為，重力加速度是物體從高空墜下，越近地面速度越快，這說明越近地面，地球對物體的引力束縛越大。而筆者在文獻[10]中認為，萬有引力應量子化，即認為，萬有引力最強的地方也應在高能級，即遠日點，具體到重力加速度，就是相對高處的地球引力，要比地面的地球引力要大，這樣也會造成，物體在自由落下時，速度越來越快。這是因為，物體在相對高處，處在地球的高能級，而此高能級，包含了其以下的所有低能級頻段，是其能級以下的所有能級的疊加，而不是衰減，所以物體下落時，速度越來越快。

2.2從三合一量子軌道方程看萬有引力

從三合一量子軌道方程1/2∫F1≥1/2∫F2或1/2∫F1-1/2∫F2≥0，可以看出，量子引力是個相對的，存在于作用雙方，有效能量越大，即能級差越大，則引力越大，有效能量越小，即能級差越小，則量子引力越小。萬有引力也如此，即作用雙方的引力有時是可以抵消，或部分抵消的。這同傳統(tǒng)理論是有差異的，傳統(tǒng)理論認為，萬有引力和作用雙方的質量乘積成正比，同距離的平方成反比。而從三合一量子軌道方程可以看出，引力的大小，在于雙方作用力與有效軌道的統(tǒng)一。

2.3三合一量子軌道方程與相對論

廣義相對論的時空彎曲，應該與三合一量子軌道方程和偏微分方程，所示的圖形是一致的，因為，此兩個方程的不等式所揭示的，就是彎曲的空間。由動勢能組成的諧振子的不等式，就是對彎曲空間的客觀描述與計算。另外，此方程已加入狹義相對論元素。

同時三合一量子軌道方程和偏微分方程所描述的是定態(tài)軌道，如果，作用雙方能級間的級差相等，那么所得圖形是一致的，只是圖形的大小不同。作用雙方能級高者，所得圖形大些，作用雙方能級低者，所得圖形小些，這取決于作用雙方的能級互導，即1/2（n1+n2），n=1.2.3…，這也是能級最遠的覆蓋范圍。具體形狀，見下面元素周期律的解釋，基本上可分為，正金字塔形（正螺螄形）和倒金字塔形（倒螺螄形）。

2.4三合一量子軌道方程與彈簧振子

我們知道，彈簧振子屬于經典力學的顯著標志，現(xiàn)在用三合一量子軌道方程原理去分析它。假定拉力是動能，彈簧是勢能，當拉抻彈簧時，彈簧的振動等于在作軌道運動，當拉力與彈簧的回復力相等時，則彈簧被拉直，沒有回復力，即等于沒有軌道運動，亦即呈諧振狀態(tài)。由此，我們可以看到三合一量子軌道方程與經典力學，是一致的。

2.5電磁感應躍遷

電子受光子輻射可以產生躍遷，同樣，電子受電磁感應也會產生躍遷。磁場的加強，必導致能級及頻率的增強或極性的變換，即產生扭力，這瞬時產生的動力，必使電子質心軸心產生變化，產生蹺蹺板效應，產生電子的躍遷，于是發(fā)射光子。磁場的減弱，也會促使電子躍遷，電子等于接受了一份負值能量，進動方向指向軌道外側，躍遷方向指向近日點，此時，電子表面張力變小，蹺蹺板效應弱一些，其發(fā)射的光子頻率，會低一些，這就是霍爾效應.

2.6從蹺蹺板效應，看諧振子與自旋的同步

蹺蹺板效應導致諧振子振動，諧振子內動勢能的互導，導致軌道的產生，這軌道即為電子的自旋，因此，可以說，粒子的自旋，與諧振子是同步的。

2.7更正

筆者在文獻[1]中，論述摩擦生熱，當時認為電子之間碰撞，會壓縮電子本身的半徑，從而使角速度加快，這樣解釋是錯誤的。應更正為，電子之間碰撞，會產生蹺蹺板效應。

3三合一量子軌道方程對元素周期律的解釋初探

筆者應用三合一量子軌道方程中的諧振子圖形，及能量互導機理，去解釋元素周期律中的若干問題及現(xiàn)象，推導出多電子原子殼層的填充順序，即先填充最外層高能級電子層，然后，依次向內，填充其他電子層。并推導出，多電子原子，核外電子軌道，最終形成，正金字塔（正螺螄形）和倒金字塔（倒螺螄形）的疊加形態(tài)。并且，正金字塔對應量子軌道方程的動能F1，倒金字塔對應量子軌道方程的勢能F2。

3.1元素周期表與螺螄形原子殼層

元素周期表上共有7個周期，每個周期對應元素原子內的一個電子殼層，即一個能級，每一電子殼層，因電子數(shù)目不同，又分為若干電子亞層（支殼層），而這些數(shù)目眾多的電子，在填充時，因層次有所交叉，故順序也有所交叉顛倒，如s，p，d，ds，f等若干區(qū)的劃分。總之，原子殼層就像螺螄形，其螺紋就是不同的能級殼層，而每個螺紋（能級殼層），都可展開為一個完整的螺螄形，也就是，諧振子振動中的紡錘與陀螺的轉換圖形。

3.2殼層與能級-一個不可忽略的前提

我們知道，核外電子填充原子殼層時，有一個最重要的前提，那就是，首先要與核內質子交換能量，這是不可忽略的。endprint

其次，在論證殼層與能級前，先透露一下主要的論證結果，即核外電子布滿全部殼層（能級）后，最終形成，正金字塔（正螺螄形），和倒金字塔（倒螺螄形）的疊加形態(tài).而且，填充順序是，正金字塔內，先填充最外電子層，然后依次向內，倒金字塔內，先填充最內電子層，然后依次向外（s，p，d，ds，f若干區(qū)的形成，正在于此）。這與傳統(tǒng)理論正相反。另外聲明，正金字塔略長些，倒金字塔略扁些，兩半球并不對稱，當然這是軌道圖形，從各向同性來說，原子仍然是圓形的，但這是活的，是可變的，各向同性不是絕對的，即圖形是可變的，原子的磁極軸也是可變的。另外，正金字塔方向向上，倒金字塔方向向右，二者相差90°。

現(xiàn)在開始論證，首先假定，原子內允許的電子軌道角度，呈+90°和-90°。我們知道，在核外電子填充原子殼層時，核內質子必然與電子交換能量，即形成能量頻率的互導，互導的結果，質子能量頻率降低，而電子的能量頻率升高。待第一批電子布滿核四周后，核內質子的能量，根據(jù)電子填充順序，將依次減弱，軌道變小。而核外電子的能量卻依次增強，軌道變大。根據(jù)高能級電子軌道進動方向，指向軌道內側，躍遷方向指向遠日點，低能級電子軌道進動方向，指向軌道外側，躍遷方向指向近日點的原理，這第一批電子的高能級軌道角度，最高+90°。低能級軌道角度，由于與高能級的級差很小，因此，軌道最高接近-0°。這樣，第一批核外電子的軌道能級圖，就由圓形，逐步變?yōu)檎鹱炙危ㄕ菸囆危?。即高能級躍遷方向向上，低能級躍遷方向向右，二者相差90°。因此，軌道近乎圓形，另外，根據(jù)電子軌道，和電子體內的諧振子的圖形機理一致性的原理，諧振子作用雙方，一個動能，一個勢能，一個高能級，一個低能級，這是質子與電子相互作用的結果。反映到軌道上，兩個電子，也是一個高能級，一個低能級，一個代表核內的作用力，即本系統(tǒng)的作用力，一個代表電子的作用力，即外系統(tǒng)的作用力。因此，可以證明這兩種情形的軌道是一致的，也就是上面的分析是對的。因此，應用三合一量子軌道方程就可以計算?，F(xiàn)在可以認為，這第一批電子，就填充到原子的最外層，即本元素原子的最高能級。

為什么最外層電子數(shù)目很少，那是因為，本軌道低能級電子的軌道較平直，角度小，因此，不允許有眾多的電子軌道交叉?？梢酝茢啵詈笠慌顑葘与娮右彩侨绱?，只是情況正相反。從這里就可以看出，為什么原子能級隨原子序數(shù)增加而降低，原因就是，核內質子在與核外電子相互作用時，降頻過多，以及頻繁相互作用造成的。

第二批及以下諸批電子填充電子層時，因核內質子總能量及頻率逐級下降，故從第二批及以下諸批電子的高能級，依次向低角度的能級軌道填充，甚至靠近+0°。而低能級諸級則依次向-90°靠近.形成倒金字塔形（倒螺螄形）。因此，我們不必擔心，正金字塔內，先外層，后內層，一百多個電子是如何填進去的，因為有角度順序，先+90°頂點，依次向下，互相不會有遮擋。至于倒金字塔內，也有角度順序，但那是從內到外，更好填了。

綜上所述，整個元素原子的全部電子層，即能級全部填滿后，原子就變?yōu)檎鹱炙偷菇鹱炙寞B加形狀.正金字塔方向向上，倒金字塔方向向右，這在分辨元素原子半徑時，非常重要。并且，以0°為界，正金字塔內，一個軌道上，高能級在外層，低能級在內層，逐級向內，而倒金字塔內，一個軌道上，相對能級高的在內層，相對能級低的在外層，逐級向外，這可能就是形成，s，p，d，ds，f若干區(qū)的原因，這與傳統(tǒng)理論有所不同，即核外電子對電子層的填充順序不同。另外，從正金字塔和倒金字塔內的能級排列，可以看到，高、低能級占用一個軌道是允許的，即能級之間有交叉。另外，能級差大的軌道，有效能量會大些，故發(fā)射的能量也會大些，但受1/2（n1+n2），n=1.2.3…的限制，即受能級互導的限制，即使級差小，但總能級大的，發(fā)射的能量也大。只是軌道形狀不同，能級差大的，軌道狹長，能級差小的，軌道呈圓形。

另外，在一個軌道內，兩個電子相差一個能級，如果受外來輻射，或外加磁場的影響，從而使兩個電子能級相等，那么就會發(fā)生諧振現(xiàn)象，根據(jù)泡利不相容原理，原來在低能級軌道上的電子，必電離出軌道.根據(jù)此原理，最外層軌道上的電子，最容易電離，因其低能級軌道，處于-0°的角度，此角度，應該被看作是外系統(tǒng)能量范疇。

在這里，筆者作一個更正，筆者在文獻[3]中所述，電子在原子內的排列，不分內外層，是錯誤的，正像上面所述，在同一原子內，電子排列有內外層之分，但能級之間有交叉，即存在有限的潮汐運動。

3.3元素周期表上的幾個原子周期性的新辨別方法

3.3.1原子半徑的周期性

首先分析陰離子和陽離子半徑。陰離子屬低能級，故其軌道波形是倒金字塔形，扁橢圓，亦即陀螺形，因其躍遷方向指向右側，所以在原子遠日點+90°方向略短，所以半徑短。陽離子因低能級為0，即空軌道，級差大，屬高能級，軌道波形正金字塔形，軌道狹長，且指向+90°，即指向原子遠日點，所以半徑長。

在元素周期表上，分為s，p，d，ds，f等區(qū)，這些區(qū)呈交叉分布，這是核外電子填充時，層次交叉所致。但在一個區(qū)內，從左向右，原子半徑依次減小，那是因為，在同一層中，原子序數(shù)增加，即電子數(shù)目在增加，這就使原子軌道漸向-90°方向延伸，原子的陰性增加，故與+90°之比例減小，即原子半徑逐漸減小。

而同一主族中，下邊的半徑大于上邊的半徑，這是由于原子能級在增加，核內質子能量與電子互導中，更多的轉移到核外電子身上，致使電子軌道變大，故原子半徑增加。

3.3.2電離能

電離能的周期性的辨別方法，上面已多有論述，現(xiàn)簡單地可以概括為三點，三句話：

原子內的電子，相互之間能級差小，電離能小，易電離；原子內的電子，相互之間能級差大，電離能大，不易電離；原子內最外層電子，同一軌道內的兩個電子，能級差小，極易電離。

3.3.3電子親和能

電子親和能，同原子半徑的周期性是一致的，原子的半徑漸小，電子親和能漸小，原子的半徑漸大，電子的親和能漸大。另外，能級差較大的電子軌道，電子親和能較大，因為此軌道上的低能級電子，所對應的核內質子，能量頻率較高，當核內質子升頻時，這時原子趨于陽性，因而電子親和能增加。

3.3.4電負性

同一周期中，原子序數(shù)越大，電負性越大，這是因為這類原子本身，趨于陰性，即不容易得到電子，也不容易失去電子，故在分子間活動的余地較大。另外，同一主族中，從上往下，電負性減小。這是因為，這類原子，因最外層電子易電離，因此，也就談不上在分子間的親和能了。

3.3.5元素的金屬性和非金屬性

從正金字塔軌道能級，和倒金字塔軌道能級，可以幫助我們看清元素的金屬性和非金屬性的大致分布。正金字塔的特征是，原子半徑大，最外層電子能級差小，易電離，因而呈金屬性。倒金字塔的特征是，原子半徑小，電子能級差大，電子低能級軌道趨近-90°，不易電離，因而呈非金屬性。

3.4原子能級的確定

根據(jù)電子內諧振子的振動次數(shù)（即原子內所有電子振動次數(shù)的電磁感應），就可確定，此次輻射波及的范圍，即所包含的電子數(shù)，根據(jù)電子數(shù)目，就可以在元素周期表上，查到原子的能級，這也正是要確定的電子的能級。而電子內的諧振子的振動次數(shù)，就是電子的駐波軌道的波數(shù)。endprint