电子是由什么构成的?什么形状?有多大?怎样运动的?速度有多快?

袁灿伦


标准模型中有基本粒子的概念,比如光子,电子这些粒子就属于基本粒子,其不可再分,没有内部结构。

电子的形状很难描述,形状这个词是描述宏观物体的。电子的形状并不是球体的,也无法用形状这样的词语描述电子。我们平时看到的这样的照片,只是为了形象表达电子绕核运动,其电子并不是图中的球形形状。


电子不被观察时,既是波动的也是粒子性的。你说电子什么形状? 我更愿意相信电子是波粒二象性的形状。


电子没有固定的轨道和位置,科学家称电子为“点粒子”,它发生作用时,就类似于点,而不会填充空间。

电子的直径并不能很精确,只能大概锁定到10^-15m这个量级上。

电子虽然绕原子核运动,但却不像地球绕太阳那么规律。人类没有办法同时测量电子的速度和位置,也就无法得知电子的轨迹。所以我们只能被迫采用另一种形式描述电子的运动,也就是概率波。我们只能用概率统计出电子在下一秒出现在某点的几率多大,而不能确保电子在下一秒一定出现在某点上。


电子释放能量后其能级会降低,这些能量会变成光子。电子吸收能量后,其能级会升高。

其实高能级和低能级只是说电子出现在高能级区域和低能级区域的概率而已。电子吸收能量其能级增加,也只能说电子处于高能级的几率会增加,但依旧有出现在低能级轨道上的概率,只不过更低了而已。动态图中红点密度越大的区域,代表电子出现在这一区域的概率越大,反之亦然。

电子绕核速度要看在什么能级上,不同能级上的电子其绕核速度不一样。

第一能级绕核速度约为2.2×10∧6m/s

第二能级约为1.1×10∧6m/s

第三能级约为0.73×10∧6m/s

其平均速度比光速低了两个数量级


科学认识论


答:当前理论下,电子已经是最基本的粒子之一,不存在内部结构,本身是点状的。经典物理模型为:球形,直径大概10^-15米数量级,一般绕着原子核运动,氢原子中基态电子的绕核速度大约是1/137倍光速。


在量子电动力学中,电子是基本粒子之一,而且量子电动力学要求电子不存在内部结构,不然处理电子中电荷的问题时,会得到发散的结果。

目前关于电子的绕核模型,以电子云模型最为合理;因为不确定性原理,电子不存在固定的轨道,甚至电子本身也没有确定的边界,只是以概率波的形式,弥漫在原子核周围,当我们测量电子时,概率波就会坍缩到具体的位置。


只有在经典物理中,我们才讨论电子的具体大小和速度,此时电子绕着原子核运动,而且各种能级对应轨道下的运行速度是不一样的;比如氢原子,电子处于基态时,电子的绕核速度大约是1/137倍光速。

虽然在量子力学中,我们无法谈论电子的结构,但是一些未被实验验证的前沿理论,比如超弦理论,就认为电子由更基本的“弦”组成,弦以不同的形式振动,就得到了不同的基本粒子。

只不过“弦”的尺度太小,大约在10^-34米级别,以目前的技术条件,根本无法探知“弦”的存在,所以超弦理论只是一种假说,而且非常被物理学家看好。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


这个问题是我提出来的,为什么要提这个问题?是因为我有答案!

一、现有量子力学理论的答案

看到有几个人认真的回答了,但都是基于现有的量子力学的理论回答的,都是否定的答案:

1、不知道电子是由什么构成的。认为电子是基本粒子,它没有结构。

2、不知道电子是什么形状。认为电子具有波粒二象性的,没有形状。猜测大概是球形吧。



3、不知道电子有多大。认为电子没有大小,只是一个点,无穷小的几何点。

4、不知道电子是怎样运动的。认为不是波尔说的轨道,而是电子云,只知道它出现的几率。



5、不知道电子的速度。认为电子的速度是变化的,不同能级上的速度不同,但比光速小。由不确定关系可知,电子的速度和位置不能同时确定。

二、量子力学理论什么问题都没有解决

这样的问题,量子力学理论根本没法解决,是因为量子力学理论是不完备的

三、光、电子

光就是电磁波,就是电磁波本身,是电场和磁场相互交替激发形成的波动,光的量子化就是电磁波波动的波包。电子就是波动的电场形成的波包。电(子)和光(子)都是有形状有大小有体积的,它们的大小就是半波长,形状是纺锤形的。故不能把它们当作质点,不是无形状无大小无体积的“粒子”,不能称它们为“子”。它们的体积可以很大,无线电波段的光(子)的长度可以达到几千米,不再是点粒子了。量子力学理论错误的原因,就是把它们当成了点粒子,微观世界本来就跟微观了,再把它简化为质点,就丢掉了它们的细节和结构,得出的结果肯定就不精确,只能得到大概情况,这就是“几率”的原因;把质点定在它的体积的哪个位置?这就是产生“不确定性”的原因。

(我透露得太多了,这是天机)

四、量子力学理论是错误的

很多人都已经知道我是业余研究量子力学理论的专业人士,我的出发点和其他研究人士不同,其他人是学好量子力学理论,发展量子力学理论,而我是专门给量子力学理论挑刺儿找毛病,专业质疑量子力学理论,挑到最后,量子力学只剩下三个假说勉强可以用:

1、能量量子假说

2、爱因斯坦-德布罗意关系

3、物质波

其他所有的都被我全部扔掉了。

因此,我不是发展量子力学,而是反对量子力学,批判量子力学。我多年的研究认为:

(哥本哈根学派)的量子力学理论是错误的!

五、电子是由什么构成的?什么形状?有多大?怎样运动的?有多块?

要完整回答这些问题,我写了有一本书那么长的论文,又由于别的原因,我就不发在这里。直接给出答案——

1、电子是由电场构成的

2、电子是橄榄球形

3、电子的大小见下图

4、电子绕原子核波动

5、电子的速度见下图






袁灿伦


仅作意见分享,现在很多理论都是在摸索阶段,不能证对也不能证伪。希望一些新的观点能给操刀的科学家们一些启发就足矣。


这个问题很有代表性,因为所有微观粒子都有不确定性这样的问题。 目前还有没一个最终的宙模型来解释这些现象,这才是根本问题!实证科学拼的是人类的“硬件”能力,但人眼借助科技设备的分辨力已到了极限。这是人类的终极难题。

人们把科学和哲学分开,实际我们说的科学只是人类按“科学”的方法取得的有限的知识积累,离真正的终极真理相去甚远!人类不是万能的神,实际上只是一种特殊的物质运动形式而已,要想用这些"很简陋"的设备来完全了解宇宙,没有哲学这种强大的逻辑思辨工具,根本是不可能的。所以宇宙终极奥秘一直都在那儿,只是我们“看不见 ”而已!而哲学+科学实证才是让人类更接近真理的利器,别无他途。


上面这个误区搞清楚后,我们再来破解宇宙的前世今生,电子只是其中的一朵“小浪花”而已。

首先: 宇宙的来源,现在看到的繁华世界,包括天文望远镜能到达的138亿光年的"宇宙边缘",以霍京大师的结论就是:我们知道宇规律是这个样子,但为什么是这个样子,他不知道!前辈科学家们做了大量的研究工作,那后来者要做的必须是解决“知其所以然”工作了。从哲学逻辑来推理: 宇宙只有两种可能: 一种是被创造的,一种是一直都存在无需创造的。如果是被创造的,我们将永远找不到那个终极创造者,因为这个终极创造者必须要有上一代的造物主来创造它,从而形成逻辑上的悖论。所以宇宙只能是一直存在在那里的!无须创生,一直变化的!虽然这和我们人择意识的知识体系相冲突,但至少能做到逻辑自洽。这里有几个问题,值得重视,

1),既然人类是一个很简陋的认知“硬件设备”(哲学智慧可算作“软件能力”)那我们能感知和“看到”的宇宙必定是有限的,不完整的。比如我们用光子看世界,小于光子波长的结构我们就能为力了。我们认识物质其实就是解读一种相互作用而已这和我们“看到真实的宇宙”距离还很远,并且极端地不完整,会漏掉很多信息。所以从理论上看我们是不可能靠实证这种方法完整地认识宇宙!所以那些拿公式和实验数据来说话的人,请不要武断地下结论,只有自己的结论才是最科学的最靠谱的。正确的结论必须是逻辑上和实验验证上都经得起检测,并且是大的时间跨度上!

2),是什么样的物质构成宇宙而具有这样的属性呢? 无须创生,一直存在着,所有这些物理规律都在恒久而忠实地执行?实际上物质属性代表的只是一定的物理规律,我们所观测到的只是这些,繁华的世界只是大脑的一种重构,而不是本来面貌!物质的定义需要修缮成这样:它不仅是一种客观存在,更是物理规律的实施者。宏观的现象只是微观现象的统计,宇宙的本质是由微观决定的,由繁到简,宇宙应该由“0”与“1”的最简方式构成的。(类似现在的电视屏由大量的RGB三基色点阵构成的,但却可以重现各种生动复杂的图像),我们从哲学上确实不难看到更远的科学结论,尽管科学水平还有很长的路要走!宇宙是一种怎样的“0”“1”,是怎样地一种无须创生的存在,这是未来科学要解决的问题,前提是地球生态不被毁灭的情况下,因为人类的生存环境本身就是一种极端特例。“文明”作为一种运动形式不是随处都有,也不可能永恒存在的!

3), 讨论电子的本质还有一个前提就是我们还要搞清楚空间和物质的关系!物质在空间中的各种运动现象已经司空见惯了,都认同了物质是独立于空间的实体,而空间是“空的”只是一个容器。没有人质疑空间是一种怎样的空,物质又是如何在空间中运动的,爱因斯坦大师的空间弯曲也只是为了解释引力改变光线的作用补上的,并无意解决空间弯曲的本源问题。 如果空间一无所有,物质惯性肯定是不存在的,而且也没有速度极限,因为没有任何阻力存在的话速度是无穷大才合理。我从这点反推就发现了现代的物理理论的缺陷所在,实际上光速有极限,物质有惯性,只能说明,宇宙本就存在其固有的结构,而且极高强度,看看超新星爆炸,中子星相撞,号称是重金属元素的制造机, 但乞今 为止没有发现哪块空间被炸坏了!同一块空间任何物都可无害通过,只要轨迹能经过那里!

更进一步逻辑推理得知,如此得复杂的物质世界,解释模型并非只有经典的一种:

a) 传统理论认为:所有物质都是独立的于空间的, 空间是空的,物质运动只是“路过”那个空间而已 )

b) 宇宙应该是一个整体,空间才是主体(目前我们看不见和也探测不到)所有物质 都是在空间框架上传播运动,没有独立的物质,只是能量在空间中传播! 如同上面的电视屏幕的例子,三基色的空间架构可能组成无限多的物质形式和运动轨迹,而且是3D以 上维度的!

综合比较来看, 后者可以更合理的解释物理规律的形成,所有的性质实际上是由空间决定的,所有空间的一致性都由空间决定!这也回答了霍金大师的困惑,宇宙规律为什么会这样。物质只是一种特定形式的空间运动形式。能量是空间的固有属性,能相互转化但不会增多减少!而前者逻辑上的漏洞就太多了,我们需要太多的假设。而空间这种物质的组成很可能是一种基本的场,磁场,电场都是由它产生的。处处存在但我们现在无法探测到它。

有理由相信,将来要解决的就是空间是一种怎样的自然存在。毕竟这只是违返了人择意识下的宏观经验而已,就是说没有创造都就不应该有任何存在。解决它的难度应该小多了。

电子之所以能稳定存在,是有对应的空间运动场。这样理解就但 比较容易了。而空间的基本构成就是场,而且是一种对立统一的“0”“1”两状态的场,没有对立统一的运动,世界就是一片死寂。它的运动形式是既有波的特征又有粒子的特征,本质上不是波也不是粒子,因为是它构成了我们宏观中的波动性和粒子性!

正因为这种基本运动场的特性,就比较容易理解,量子包括电子在不同的环境条件下,它可能会有不同的形态,如主流解释的“遢缩”,即一个光子打在上面,就可能改变它的状态,总之 人择意识和宏观经验是不适合于微观量子规律了,而意识这东西是由大脑神经网络的有规律活动形成的,正如一台钢琴有80个键,对应着大脑神经网络,是硬件基础,但这些键的排列组合产生了一首动听的旋律,好比大量脑神经网络的相到关联和信息传递就形成了人类意识。所以意识和旋律是一种运动形式,而键盘和大脑神经网络就是运动的硬件基础。同理改变量子状态的只是光子或还没有发现的物理量,不可能是意识所为。

宇宙或许真地同我们的电视屏幕一样,空间结构就如同大量的RGB三基色点阵,而我们所看到的只是电视幕这些点阵所表现出来的无限组合形式(各种图像还原)。宇宙大爆炸只是一种运动现象,一种变化的图案而已,而三基色矩阵才是我们宇宙的客观存在!这也是爱因斯坦等大科学前辈毕生追求的大统一理想吧。

搞清了宇宙基本模型,题目问题才会迎刃而解。电子的本质也就显而易见了


东方哲学思维


电子是“金属态氢离子”的“磁力矩”,电子没有体积,光速自旋的是“金属态氢离子”。

金属态氢离子光速自旋是能量的本质,金属态氢离子的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素并伴生电磁波。

宇宙磁场里光速流动的物质产生金属态氢离子,金属态氢离子的“磁力矩”产生共振,就是“电磁波”的传递。





金童希瑞


电子还有一个重要功能就是自旋径落,它是产生一切力的根源,所以关于力的一切理论解释不了的不能统一的都可在自旋径落的动态平衡原理下找到答案,造成原因依然是对立耦合群体组成的无内外耦合体线速差,电子这种功能观测有难度,但它与人们生活中看到的水中漩涡漩头风龙卷风台风木星六方风暴等等自然现象工作机制是相同的。(本文原创,个人研究结论供参考)


宇宙谱


电子可通过磁刮和摩擦而产生在金属导线作功应用,那是应在正负极导通才有作功的效应。否则正负两极一碰发生线路点燃熔化,多么危险!磁刮和摩擦面积越大电流互感金属线随之而大,圈数越多电压增加。这是在正常温度中的应用。但在超低温条件中正负极可导通正负两极共存,成为超导性电㘯,排斥外来电性和磁性。

电子看不见摸不着,但在导体上威力无穷,万物都不能离开它,这样的物质实是至高无上的。是一切生物界的上帝,无可形容!


陈昌海12



彭晓韬


电子是由三个亚夸克构成的轻子,在原子中的运动速度也就四千公里以下,其半径0.049费米。粒子的质量是引力约束的能量,斥力提供的空间。根据实验数据质子的引力起力点0.6费米,则可以计算出电子半径。


森123166123


把电子分裂,宇宙粒子的所有成分,电子里面都包含着。并且,电子在每一层天体的标准,都有不同。空间层次决定物质比重和纯度,亮度。


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