原子之重力應(yīng)為合力

摘 要 關(guān)于不同元素原子的整體重量值小于部分之和（氫原子除外，全文同），目前科學的解釋是原子核出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量被轉(zhuǎn)化成能量。但作者對此持不同觀點，認為這是由原子重力為合力造成的。因為在原子內(nèi)部由于能量作用于質(zhì)量，會產(chǎn)生一個與引力相抗衡的微小分力，使原子重力形成合力，導(dǎo)致原子整體重量值小于部分之和，而對此分力的形成原因正是本文探討的目的。

關(guān)鍵詞 原子核通常具有極高的溫度 原子重力應(yīng)為（內(nèi)）合力 原子?？臻g 形成于原子內(nèi)部的亞爾科夫斯基效應(yīng)

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A

1炙熱的原子核

原子核具有強大的能量，但能量以什么形式存在呢？作者認為核能主要是以熱能和動能形式存在，因為熱動能是能量的本質(zhì)。再者原子核帶正電質(zhì)子之間具有強大的（庫侖）斥力，而原子核之所以緊密不崩潰，是因為原子核束縛能（強力）做“功”，把相互排斥的質(zhì)子以及中子緊緊捆綁在一起，從而保持了原子核以及整個原子的穩(wěn)定性。按照熱力學第二定律，強力在束縛帶正電質(zhì)子之間斥力的過程中，亦會產(chǎn)生能量消耗，畢竟原子能量不是永恒的。而能量守恒定律揭示，消耗的能量會轉(zhuǎn)化成熱能或其它。因此具有強大能量和強相互運動的原子核，在通常狀態(tài)下就具有極高的溫度。

就是說原子的溫度具有層次性，原子核有很高的溫度，與核外電子之間差異巨大。我們平時感覺到、或者測量到物體的溫度，這只是原子表面電子層溫度而非核溫度。

物體只要不為絕對零度，都會向外界熱輻射能量。而具有極高溫度的原子核，同樣會向外界熱輻射能量。因為核與核外電子之間的空間應(yīng)為真空態(tài)，則原子核是以電磁波形式向外界熱輻射能量。

為方便對事物的描述，本文將原子核與核外電子之間的空間稱之為原子幔，原子?？臻g是原子核熱輻射能量的輻射帶區(qū)域。

由于在常態(tài)下原子核溫度值目前科學界尚無定論，還是個未知數(shù)。但作者在豆丁網(wǎng)上讀到一篇《關(guān)于原子核溫度的探索》的文章，該文以中子星表面溫度1000萬℃為參照，推測并計算出原子核溫度為1000萬℃。

有極高溫度的原子核對核外電子影響幾何呢？現(xiàn)假設(shè)原子核溫度1000萬℃作為操作標準，來作如下計算分析：

設(shè)原子核熱輻射力為E，E=E（ ，T） 為波長、T為溫度（1000萬℃）；核外電子受原子核熱輻射力為Z、電子吸收比a；原子核與核外電子之間的距離為S，以熱輻射強度與源距離的平方成反比為依據(jù)，則：核外電子受原子的核熱輻射強度為： Z= a·E/S2

已知原子直徑為10-10m、原子核直徑10-15m ，核與核外電子的距離為1/2·（10-10m—10-15m），核的單位面積功率（W/M2），則：

Z= a·E【 ，1000萬℃（W/M2）】/ 0.5·（10-10m—10-15m）2

雖有不確定因素，但初步測算原子核熱輻射能量經(jīng)過相對廣闊的原子幔至核外電子層面時，其強度會斷崖式遞減。因此若原子核溫度在1000萬℃以內(nèi)，或者高一些，這都對核外電子層溫度影響甚微。

2形成于原子內(nèi)部的亞爾科夫斯基（Yarkovsky effect）效應(yīng)

亞爾科夫斯基效應(yīng)，是指當小行星吸收陽光和釋放熱量時對小行星產(chǎn)生的微小的推動力。準確說，即是一個旋轉(zhuǎn)物體由于受在太空中帶有動量的熱量光子的各向異性放射而產(chǎn)生的力（動能），它會使小行星運動軌跡發(fā)生變化。

在這里小行星吸收和釋放帶有動量的熱量光子，實際上是指原子的核外電子吸收和釋放太陽的電磁波熱輻射能。因此亞爾科夫斯基效應(yīng)揭示：核外電子在吸收或者釋放電磁波熱輻射能量過程中，會獲得一個動能，進而對其質(zhì)量產(chǎn)生一個微小的推動力。

同樣原子核熱輻射至原子幔的電磁波能量，會被核外電子所吸收并轉(zhuǎn)化成熱能，但一般不會直接穿過核外電子到達原子外界。因為電子以光速繞核旋轉(zhuǎn)，每秒可達數(shù)萬億次，會形成一個縝密無隙、完整的“電子殼”。并且按照核外電子排布規(guī)律，能量較低的基態(tài)電子靠近原子核?；鶓B(tài)電子通過持續(xù)的吸收原子幔能量，當其能量超過激發(fā)態(tài)電子能量時，則躍遷至激發(fā)態(tài)，并與原子外界交換能量；而其它層序電子替而代之基態(tài)電子…。此過程循環(huán)往復(fù)，使原子核熱輻射能量通過核外電子向原子外界釋放（交換）。

參照亞爾科夫斯基效應(yīng)，在原子內(nèi)部，有極高溫度的原子核向原子幔熱輻射的電磁波能量亦具有動量，以光速繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子，從原子幔吸收并向原子外界釋放電磁波能量的過程中，也會由內(nèi)向外對核外電子層整體各項異產(chǎn)生一個微小推動力。因為原子質(zhì)量由核和核外電子組成，這是一個不可分割的整體，故而此推動力會使包括原子核在內(nèi)的整個原子，獲得一個與其引力方向相反的分力，從而抵消了原子的部分引力，使原子重力形成合力（如圖1所示），造成原子整體重量值比其應(yīng)有的重量要輕一些。當然這個推動力比引力小得多，原子處于靜止狀態(tài)。

原子重力為合力的數(shù)學表達式：

設(shè)m為原子質(zhì)量、F（m）為原子質(zhì)量的引力、G為原子重力、Y為原子內(nèi)部形成的亞爾科夫斯基效應(yīng)分力，則：

原子質(zhì)量的重力=引力-分力，數(shù)學表達式：G=F（m）-Y。

同理：原子引力=原子重力+分力，數(shù)學表達式：F（m）=G+Y

3對原子重力為合力的幾項說明

就原子整體重量值小于部分之和，是質(zhì)量虧損、還是重力為合力？二者必居其一。作者認為對此除考慮質(zhì)量虧損的原因外，還要考慮到原子內(nèi)部能量作用于質(zhì)量的因素，也就是把質(zhì)量和能量這兩個因素相互結(jié)合起來思考之，以求得正確答案。

譬如一個充滿大氣的球囊，其引力（重量）應(yīng)該是球囊質(zhì)量加上球囊內(nèi)大氣質(zhì)量之和。但如果球囊內(nèi)大氣溫度高于外界，則它的整體重量會比應(yīng)有的重量要輕一些，且溫度越高，重量越輕。簡言之，這就是因為球囊內(nèi)熱能作用于質(zhì)量，從而產(chǎn)生一個分力，使整個球囊的重力形成合力而變輕，這當然不是“質(zhì)量虧損”造成。

而原子集質(zhì)量和能量于一體，原子重力為合力，這是由原子的結(jié)構(gòu)、原子內(nèi)部能量與質(zhì)量相互聯(lián)系，共同作用的結(jié)果。并且由于原子內(nèi)部這種質(zhì)能運動形式與過程的穩(wěn)定性和持續(xù)性，決定了原子重力為合力具常態(tài)化。因此除氫原子外，不同元素原子的重力都各有不同的合力值。

本文把原子（或其它物體）這種由于內(nèi)部質(zhì)能運動對引力產(chǎn)生干擾和影響，使其重力發(fā)生變化而形成的合力稱之為內(nèi)合力。內(nèi)合力一般不易被直接觀察到，原子重力亦如此。

對于原子核能量從何而來，作者認為生而具有，因為質(zhì)量和能量是宇宙最基本的存在要素，二者缺一不可。按照宇宙大爆炸理論，宇宙起源于一個質(zhì)量和能量都無窮大、溫度無比高的質(zhì)能奇點。在這里能量與質(zhì)量是并存的，并非先有質(zhì)量，然后部分質(zhì)量經(jīng)轉(zhuǎn)換才有了能量。

而就愛因斯坦質(zhì)能方程E=MC2，本文觀點可將其理解為原子所包括質(zhì)量和能量的正比例關(guān)系，即原子的質(zhì)能比。

設(shè)K為原子所包括質(zhì)量和能量的比值、M為原子質(zhì)量、E是原子能量，則原子質(zhì)能比的數(shù)學表達式為 ：

K=M/E，（其中E=MC2，C為光速） 同理： E=M/K。

它說明在很少的原子質(zhì)量中亦包含了極大的能量。

作者簡介：陳偉，男，1961年6月生，自由職業(yè)者，戶籍所在地：江蘇省南京市。

參考文獻

[1] 熱力學第二定律，熱力學基本定律之一[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/2322281-2456384.html.

[2] 韓永全.關(guān)于原子核溫度的探索[DB/OL].http：//www.docin.com/p-773056090.html.

[3] 亞爾科夫斯基效應(yīng)（Yarkovsky effect）[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/4391286-4597900.html.

[4] 宇宙產(chǎn)生于大爆炸的理論[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/6613545-6827338.html.

[5] 阿爾伯納·愛因斯坦質(zhì)能方程[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/5721625-5934355.html.endprint