簡潔的磁層原子模型

劉幫海　莫引義

[摘要]帶電荷的原子核旋轉產生了磁場，該磁場為閉合的多層次的殼形磁場，其起點都在原子核上，電子就在這些殼形磁場中作園周運動，這就是簡單的磁層原子模型。原子的物理和化學性質異常繁雜，模型卻能導出這些繁雜的性質，這是否就是原子的本質模型？

[關鍵詞]原子磁層模型

中圖分類號：O44 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0720001－01

一、前言

原子物理理論已得到空前的發展，前人提出的原子模型也有許多種類，但由于原子的性質異常復雜且雜亂無章，目前的理論還停留在對原子性質的分散性地描述階段，而那些模型也只能解釋原子的某一個局部的性質而與其它的性質相矛盾。本模型卻能解釋原子的粒子性、波動性、能級和光譜的形成、電磁波的發射和吸收、電子排布等一系列的原子性質。本文同時對電子在原子中運動的受力分析作了初步探討。本模型與物理新理論中的分子新模型以及電磁波新模型環環相扣，它們的有機結合構成了物理新理論的基礎。

二、原子的性質

1．原子和在其中運動的電子都是微觀粒子，它們都具有波粒二象性。

2．原子中運動的電子具有分離態的能級特征。

3．各原子的發光具有獨特的輻射一定頻率成分的特征光譜。

4．原子中有磁場存在，但常態下絕大多數原子都不顯磁性。

5．原子中有電子運動的軌道存在，電子在原子中的排布規律已表現出電子軌道的現象（遺憾的是這條被現代物理學中的電子具有波動性的這一條性質所否定，并用電子云來描述電子在核外的運動狀態）。

6．電子在原子中運動，它的受力一定會有一個穩定的運動平衡力系以平衡電荷的吸引力，否則電子會掉進原子核中（現代物理理論同樣否認這一條，它以能級、波動性來解釋電子掉不進原子核的原因，并以此為該理論取得成功的標志，以量子力學冠名）。

7．原子是化學反應中的最小微粒，即原子在化學反應中原子的本質特征不變。

8．所有不同種類的原子必須具有相同的共性，同時又具有各自的個性。

9．原子與原子組成分子時，它們也必須能保持原子的共性和個性特征。組成的物質必須具備各物質的物理、化學特性。

10．原子與原子組成分子后，其電子在分子中的運動其受力狀態同樣存在一個穩定的運動平衡力系。

11．原子在一定的狀態下有等離子效應，以及激光的倍頻效應，磁光陷阱效應等一系列激光效應。

原子種類有上百種（含人工合成的原子），它們組合成分子后所具有的性質將會更多，這里不再一一列出。

盡管有的特征被現代物理理論所否定，但原子所表現出來的上述十一個特征現象是客觀存在的，因此，原子的理論模型必須包含上述十一個基本特征，且必須能夠推演出它們所表現出的所有性質和客觀現象，只有具備這些條件的模型才是表現了原子的本來面目的原子本質模型。

新理論還發現了一個自然法則，那就是：越是基礎的理論越簡單！這也就注定了原子模型的第十二個特征：原子模型必須是簡單的。

本文作者在此提前向各位讀者問句話：如果這樣的原子模型被發現了，它算不算是目前最完美的原子模型？

三、新理論中的原子模型

原子由原子核和電子組成，這是公認了的，但原子所表現出的性質卻遠非如此簡單，那么，是什么原因使如此簡單的兩種粒子組合后就顯現如同夢幻的各種性質？

新理論認為這是帶電荷的原子核旋轉產生了磁場，該磁場為閉合的多層次的殼形磁場，其起點都在原子核上，這種殼形磁場的磁層數量與核電荷數及原子所處的能級狀態有階段性的正比例的對應關糸，簡稱磁層。以8層磁層數為例，如下圖所示。

這就是新理論中的原子模型，十分精美又十分的簡單。

下面我們就以該模型所能表現出來的性質去推演原子所表現出來的所有性質。

先論述原子的第六個性質：電子在原子中的運動，它的受力一定會有一個穩定的運動力系。

以最簡單的氫原子為例。

電子在磁層上繞核旋轉，這些磁層就是電子軌道（第五個性質）。各磁層運動的電子其能量不同，這就是原子的第二個性質：原子中運動的電子具有分離態的能級特征。而這個磁殼層是閉合的，所以對外不顯磁性，合符第四條：原子有磁場但常態下不顯磁性。

如圖，當電子向內運動，電子在磁層的作用下會產生洛倫磁力，其大小為F1=eυB，電子繞核旋轉所產生的離心力為F2=m ，電子與原子核的電荷吸引力為F3=k。

平衡力系：F3=F1+F2，即k=eνB+m 。

Q-核電荷量，υ－電子繞核線速度，e-電子電荷量，m-電子質量，R-電子繞核圓周運動半徑，B-磁層磁感應強度。原子磁層的存在就是電子掉不進原子核的原因。

四、原子的特征頻率發光和光譜線的形成

（一）原子的特征頻率發光

電子從外磁層進入相鄰的內磁層會發射一個電磁波，躍遷時間用了電磁波一個周期T的，即T的時間，這個時間與電磁波新模型中產生電磁波的時間是相等的。

由于各種原子核的電荷數不同，相同磁層數的各原子磁層其感應強度是不同的，且電荷對電子的吸引力也不同。因此，電子在相鄰磁層之間的“躍遷”的物理特征也各不相同。這就是形成特征頻率的原因。

（二）光譜線的形成

當外來高能電子連續穿過幾層磁層時，從原子的最外層磁層的第一層算起，電子到達第二層磁層時發射了一個電磁波，到第三層時發射了兩個電磁波，以此類推。

一組光譜線有幾條，就意味著電子穿透了幾層磁層。有些現有線系的光譜不一定與實際的相符，因為有可能發射的微波沒有被我們觀測到。

（再次強調，《物理新理論》所用的研究方法是獨特的，是經得起實驗和時間的檢驗的。但千萬不要用現有公認了的理論去檢驗新理論。）

在氫光譜中，各線系能量的高低可按電子到達的最低軌道排列，賴曼系是已觀測到的能量最高的線系，它的電子是否到達了最低的電子軌道？如果不是，則它的前面還有線系。至于后面的，則是一定存在我們還沒發現的線系，如微波線系。或許我們已經發現了，但因這些光譜不合現有規律而放棄了對它們的研究。

氫原子發出一些不符譜線規律的光子，它們是高能電子穿過原子時發出的光子。

其他的性質描述請看新理論的后續文章。《物理新理論》為完整性和系統性的理論，敬請各位關注。