03.05 電荷是什麼?

匡夫


我還是特別欣賞玻爾的氫原子模型的,因為很能自圓其說的解釋許多疑難問題,雖然我不贊成玻爾聰明過頭搞了個非定域論。

根據氫原子模型,氫原子內空間的半徑為r=5.29e-11m,可作為電子外層軌道半徑。以質子為絕對參照系,考慮到其震盪速度很慢,大約500m/s,可忽略不計。


電子以光速自旋,是毫無疑問的。根據粒子物理學,電子的自旋勢能:Ep=mc²=5.11MeV,這是電子形成獨立的自我存在的內秉參量,相當於電子的內秉質量m=9.11e-31kg,電子質量通過油滴實驗測得。

既然電子以光速自旋,又特別的小,就有理由假定為一個球形漩渦體。凡自旋的漩渦體,在軸向必然形成南北兩極,或電偶極子,旋轉靜磁場。

把電子漩渦體看成一個點電荷,沿軸向拓撲為一個條形磁鐵。電場沿切向或緯度輻射電力線。磁場沿軸向從北極到南極翻卷形成閉合的磁力線。

電子光速自旋的旋轉勢能Ep=mc²與點電荷的靜電場勢能Ep'=ke²/r是互為因果的抗衡關係。其中r是電子的自旋半徑。


有:Ep=Ep',即:mc²=ke²/r,k=1/4πε0,ε0是真空介電常數,則,k就相當於真空導電常數。計算電子經典半徑:r=2.82e-15m。

電子是一個實實在在的極其穩定的實體粒子。在氫原子模型中,電子繞核運動,其向心力由電子與質子之間的庫侖力提供。萬有引力極小而忽略不計。

質子,與電子一樣,也是以光速自旋,質子內部的三個夸克分數電荷,可看作是一個正電子,其餘介子作為高能密介質,不參與庫倫力作用。質子正電子質量=核外負電子質量。

質子自旋勢能Ep=mc²與質子點電荷勢能Ep'互為因果:有mc²=ke²/r,質子半徑為:r=1.5e-16m。顯然質子半徑比電子半徑小20倍。


電子繞核運動的軌跡,服從正態分佈與最小作用量原理,在低能級軌道分佈密度較大,在高能級軌道分佈較疏,從內到外形成能密梯度。

電子與原子核合作,構成一個諧振子,電子每轉一圈,就激發一次大量的場量子變成光量子,就全局而言,發射精細結構常數標記的原子光譜。

根據正負電子湮滅反應,電子可以突然衰變為超高頻光子,把自己的自旋勢能轉化為光子的自旋勢能,總質量守恆,而光子化的電子半徑從2.82e-15m一次性膨脹到3.9e-13m,大約100倍。實現了費米子到玻色子的偉大變革。

正負電子的湮滅方程,還隱藏著一個突變常數,即普朗克常數,直接用理論計算推出:h=mcλ=6.63e-34Js。其中,m是電子質量,λ是電子的康普頓波長。

好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。


物理新視野


電荷是物質的一種物理性質,並不能單獨存在。因此電荷並不是粒子。通常,電子攜帶著負電荷,質子攜帶著正電荷,反電子與反質子攜帶的電荷則與之電性相反。我們將此稱之為基本電荷或元電荷。基本電荷e=1.6×10-19庫侖,除了夸克以外,任何帶電體所帶電荷都是e的整數倍或等於e。


電荷分為正電荷與負電荷,同種電荷相斥,異種電荷相吸。兩個帶電物質之間存在相互作用,作用力遵守庫侖定律。電荷是許多亞原子粒子所擁有的一種基本守恆性質,我們稱帶有電荷的粒子為帶電粒子。靜止的帶電粒子會產生電場,運動中的帶電粒子會產生電磁場。帶電粒子與電磁場之間的相互作用稱為電磁力,這是四種基本力中的一種。

我們不妨與質量作一些類比。電荷有正、負之分,於是電力有排斥力和吸引力的區別。而質量只有一種,引力只有吸引的作用。正是這種區別,使電力可以屏蔽,引力則無從屏蔽。物質的質量有隨運動變化的相對論效應,而電量則不會因運動產生變化,電量是相對論性的不變量。




電子是三代輕子(總共有12種)中的第一代粒子,與之電性相反的粒子被稱為反電子,與之相伴的還有電子中微子及反電子中微子。電子質量是質子質量的1840倍。質子是強子中的一員,現代科學研究表明強子由夸克構成。質子是由兩個上夸克和一個下夸克構成的。


這裡來說說夸克所帶的電荷,夸克攜帶著分數電荷。由於分數電荷的存在,科學家們猜想,電子可能還具有更基礎的結構,不過目前還不得而知。夸克分為三代三色,每一代共兩種,加上各自的反夸克共計36種。其中上夸克、粲夸克、頂夸克的電荷都為+2/3e,下夸克、奇異夸克、底夸克的電荷為-1/3e,各自的反夸克與之電性相反。



強子的電荷為組成它的夸克電荷的總和,所以強子的電荷均為整數:三個夸克的組合(重子)、一個夸克與一個反夸克的組合(介子)。由質子的構成可知,質子的電荷量為+1e。中子則由一個上夸克、兩個下夸克構成,故而中子不帶電,顯電中性。中子與質子都是重子。


科學探索菌


電荷是物質的一種屬性。

1.從物質的微觀結構來看,物質是由分子、原子組成,而原子又由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成。從這個層次上認識實物結構,可以說電荷是物質的一種屬性。進一步考慮原子核內的電荷,比如在非氫原子、包括氫的同位素原子的原子核裡,存在著不帶電的中子,或者說中子在核內不顯電性。到中子經過衰變可放出一個質子和一個電子,這說明中子具有以電荷概念描述的性質,只是它的電荷量為零。

2.從“場”的觀點看,把電荷和它激發的場聯繫,電荷間的相互作用通過場來實現。作為特殊物質的電磁場終歸由電荷激發,也只有電荷才能檢驗電磁場的存在。所以電荷是屬於物質,是物質的一種屬性。


知對知錯學物理


從宏觀意識認識論來講,電是一種存在,一種物質存在,當然可稱電是一種物質。但從微觀電子電氣學理論研究來講,非常細化了,簡單把電稱為物質就說不清了。人們把電荷可以稱電的基本物質,並有正負性質,運動性質,吸引及排斥性質,能量轉化等性質,這是微觀科學的結論吧?


用戶54973773929


電荷是正電子釋放的電場波或負電子反射的正電子電場波。每個正電子的電場弦端口釋放來自正電子中心兩個震子的碰撞真空波,這是一個正電荷的來源。負電子將正電子的真空波反射回正電子,這個反射波就是負電荷的來源。其實正電子的真空波是一種形式的引力波,正電子或負電子吸收到這種波或者反射波時都會產生吸引力,使正電子的電場弦口朝向負電子或者負電子朝正電子運動。帶電荷的物質粒子是不穩定的和不完整的,只有當負電子與正電子的磁弦口接合時,電場波才會從外部傳播轉為正負電子間的內傳播,物質粒子才會穩定。正負電子其實都是由實體粒子光子組成的,光子是組成一切物質的基本元素。


魚兒12


電荷不是實體粒子,沒有體積,是負電子。

電荷位於是金屬態氫離子的磁力矩——“電子軌道”,是磁力矩之間相互切割的能量。電荷與金屬態氫離子的電性相反,聚合形成元素。




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