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分子原子内部不停地在高速运动,运动需要的能量来源于哪里?分子在不断原子也在不停吗

作者:机械网
文章来源:本站

  分子原子内部不停的在高速运动,运动需要的能量来源于哪里?

  很多朋友对于原子内部的世界还停留在经典的原子内部结构模型里,认为电子会如行星一样围绕中间的恒星公转!在同一时刻,这颗行星的位置和速度我们都能清楚了解,但电子不是,因此这是一个不同于经典力学的世界!

  这是经典原子内部结构模型,在这个平面模型中,只能表现电子在某个时刻的位置,但电子并非是一成不变的,即使是其轨道,而且电子围绕原子和运动的模式并不以传统的轨道出现,而是以一种鬼魅的方式进行!

  这可能是大家想象中的电子运行方式,而事实上可能会大跌眼镜!

  它可能出现在任意位置,随机性出现,你无法预测它下一个点在哪里,或者一片电子概率云来描述也许会更合适一些!

  请不要认为这是电子的轨道,这只是表示电子能级跌落时的示意图,电子在获得能量跃迁到更高的能级,但这是不是持久的,最终它会释放一个光子跌落会原先的能级!简单的理解我们看到的光的源头都是原子内部的电子能级跌落所发出!

  但为什么电子可以不知疲倦的如此无限的出现在这片概率云中呢?其实并不是,电子也有累的时,假如您将原子冷却到绝对零度0K((0K约等于摄氏温标零下273.15摄氏度)当然这是不可能的,只能无限逼近这个温度),那么电子的热运动将彻底停止,但根据海森堡不确定性原理,即使在绝对零度的条件下,电子仍然是运动的(停止的电子热运动)!

  那么这个电子运动的能量是哪里获得的呢?当然这要追究到138.2亿年前从能量转换为物质时的宇宙暴涨,宇宙中一切的物质都继承了来自于大爆炸时的能量,这个也许就是宇宙的引力坍缩能,有多大可能就不太好计算了,当然以宇宙物质的总量坍缩为起点的时的引力坍缩能似乎也能计算,但计算的却是宇宙所有物质坍缩成黑洞的引力结合能......似乎有点歪楼了,但这不是我们讨论的重点!重点是,电子的运动来自于宇宙大爆炸......这一点清楚了就行!

  当然我们随着宇宙无限膨胀和逐渐冷却,也许数千甚至上万亿年后宇宙的温度会趋向于绝对零度,那时候可能电子也将从大爆炸时继承的能量绝大部分都将归还宇宙!此时,宇宙彻底终结!!

  这个问题先要从物质的结构谈起。物质是由分子和原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,质子和中子是由夸克组成的,夸克也是由更微小的基础微粒组成的……总之,物质是可以无限可分的。这些微粒之间的距离(空间)相对是很大的。

  根据E=mc^2,物质内部隐藏着巨大的能量,就是说只要有m千克的任何物质,内部都隐藏着mc^2焦耳的能量。这些能量主要以物质中粒子和粒子之间的势能存在。物质在运动变化过程中,粒子和粒子之间总会不断发生碰撞,势能转化为动能,维持着分子原子不停地高速运动。并且对外辐射出光能和热能。所以,只要有物质存在,这种高速运动就不会停止,并且对外辐射出稳定的能量,推动宏观天体不断运动演化。

  例如,我们的太阳内部当前有大量的原子和原子核,质子和中子,它们在极大的引力(压为)下,不断彼此相互靠近,发生碰撞,势能(核能)转化成动解,不断以光和热的形式对外辐射出去。

  太阳在演化过程中,不断释放能量,不断消耗内部的原子、原子核、质子、中子,演化成白矮星,中子星,或者和其他天体相互吞并,最终演化成黑洞。

  黑洞内部已经不存在原子、原子核、质子和中子了。黑洞内部就是一团夸克态的物质,夸克态物质也是由更小的基础粒子组成,内部的空间相对也是很大的,也在不断演化。

  关于能量问题,初中物理“能量守恒定律”写得明明白白:能量是固有的,能量既不能创生也不能消灭,能量只能转换其表现形式。

  还有疑问么?想说“能量是奇点创造的”么?你爸妈花那么多银子供你读书,就这尿性?

  可是,能量来源现在竟然成了天大的疑难问题。教科书什么时候否定了能量守恒定律?

  看了几百个回答,有博士的、有达人的、有青云计划的,要么炒作蹭流量,要么误人子弟、要么初中物理不及格。

  本题恰恰说明,自从有了宇宙大爆炸谬论,物理界的狂妄、混乱、无耻、倒退与堕落之严重,简直到了令人发指的田地。

  他们狂言“奇点处所有科学原理皆失效”,换句话说:奇点爆胀论可以违背所有科学定律,可以违背所有的守恒定律。

  现在的科学大神小鬼,狂妄到竟敢设计宇宙,说宇宙起源于没有体积大小的奇怪的质点。

  这里有一个小儿科逻辑:

  如果宇宙是无限的,宇宙就不可能有自己的起源,否则推出“宇宙不是无限的”的谬论。

  如果宇宙是有限的,就一定有宇宙之外的非宇宙,那么推出“宇宙是非宇宙的宇宙”谬论。

  显然,宇宙是无边际的,宇宙是无始终的,宇宙是固有的,宇宙起源论是无意义的。

  既然宇宙是固有的,那么:空间是固有的、物质是固有的、运动是固有的、能量是固有的。

  既然宇宙是固有的,那么:空间是守恒的、质量是守恒的、能量是守恒的、动量是守恒的。

  进而有以下的推理。

  只要是存在的,就一定是物质的。只要是物质的,就一定是运动的。只要是运动的,就一定是有质量、有能量、有体积的。

  实体是存在的,实体是物质的,实体是运动的,实体是有质量、有能量、有体积的,

  只要有质量,就一定有内在的势能。只要有能量,就一定有外力作用,就有可变的动能。

  空间是存在的,空间是物质的,空间是运动的,空间是有质量、有能量、有体积的。

  原子有四大成员:①低密度的外空间,②高密度的内空间、③高速绕核的核外电子、④低速震荡的原子核。

  原子有所属的内外空间,简称原子外空间,也叫原子引力场,充满了场量子(也叫引力子)。

  核外电子的绕核速度,平均约2200千米/秒。由于电子与核电荷的洛伦兹力,电子总是在做近核点高速进动与远核点低速进动。

  电子的运动会推压或激发内空间的场量子推涌,表现为电磁波。电子(m?)进动的不同速度(v),激发出不同的光谱频率(f):?m?v2=hf。

  

分子原子内部不停地在高速运动,运动需要的能量来源于哪里?分子在不断运动原子也在不停运动吗

  原子核小幅度的震荡(约500米/秒),也会推涌场量子的推涌,表现为低频电磁波。

  只要有实体粒子的动能,就会激发电磁波。不只是电子与核子可以激发电磁波,分子与子弹也会激发电磁波。口嚼冰糖也会发光。

  电子以光速自旋,其固有强力:F?=m?c2/r?,固有势能:E?=F?·r?=m?c2=0.511MeV,

  质子以光速自旋,其固有强力:F*=m*c2/r*,其固有势能:E*=m*c2=938MeV。

  电子与质子,皆以光速自旋,是其金刚不坏、最为稳定的主要依据。

  ±e+2Ek(=2×?m?c2)=±γ+Q(=hc/λ?)

  该方程能量守恒m?c2=hc/λ?,告诉1:电子的位移动能,转换为光子的辐射动能。

  电磁波的最短波长λ?=h/m?c=2.42皮米,普朗克常数h=m?cλ?是电子湮灭的临界参数。

  该方程质量守恒±e=±γ,告诉2:电子的实体形式,转化为基态光子(即引力子)的空间形式。

  

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  告诉3:实体电子可以急遽膨胀为空间引力子。空间引力子可以急遽收缩为实体电子。

  告诉4:电子质量=引力子质量(=m?),电子的惯性势能=光子的引力势能(E?=m?c2)。

  告诉5:实体都有自己的引力场空间,实体质量=引力场质量(=m),引力场质量=引力子密度×引力子体积:m=ρ?V?。

  告诉6:地球本体质量=地球引力场质量,即M=4.2R?3×ρ?,场半径:R?=3√(M/4.2ρ?)。

  电子湮灭实验表明,电子没有内在更小分布结构,电子就是空间基元的高度收敛体,这叫聚则成器,反过来,就叫散则成气。

  实体的内空间随着实体一同运动,这是毫无疑问的。实体的外空间就是所属的引力场空间,简称场。不同质量实体有不同的场密度梯度。

  地球附近P点的场效应,取决于地球场,而M87黑洞、北极星、太阳、火星、月球,在P点的场强数量级皆小,可忽略不计。

  前文提及:电子与质子皆以光速自旋。自旋运动形成球状自旋体,这是自然界的普遍现象。

  自旋速度越大,自旋体的稳定性越强。这有点像骑自行车,骑得越慢越不稳定。电子与质子是光速自旋的自旋体,因此是自然界中最稳定的基元粒子。

  有自旋就有自旋轴,有自旋轴就有南北极。有南北极就有负压差,有负压差就有引力场。

  卡西米尔效应证明,真空不空,真空有零点能与零点质量。前文已述,真空场引力提供电子(m?)或质子(m*)自旋的向心力。因此,

  空间固有的真空引力场是粒子自旋向心力的固有来源,也是一切能量的总根源。

  质子引力场强力远大于电子引力场强力,所以电子总是围绕质子做椭圆运动。

  实体越轻,惯性越小,越容易被加速,速度越快,只是普遍的自然现象。

  电子是质量最轻的实体,因此有最快的进动速度。电子保持高速运动,这是电子的自由权,是离心力决定或熵增加原理。

  核外电子的运动空间,绝不轻易①被外加压缩、②被大粒子闯入、③被原子核拽入。否则电子将不是自己的电子,而失去“电子权” 。

  这种抵抗外加压力与高速屏蔽效应,叫“电子简并压”,可解释原子的封闭性与刚性。

  宇宙是固有的,物质是固有的。实体与空间都是物质的。有物质就有质量与能量。质量是固有守恒的,能量是固有守恒的。任何物质运动的能源,都是有空间场的固有能量提供的。

  Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。

  【谢邀】

  图示:宇宙大爆炸之后大约100秒之后,伴随着空间的膨胀,温度下降到允许电子这样的微观粒子产生出来,当然它是由先期产生的夸克等组合而成的。这个产生电子的过程,同时也是赋予电子能量的过程。伴随着质子的诞生,质子和电子组合成为原子,至于原子核中的中子也很重要,没有中子就无法让多个质子结合在一起了,因为质子带正电会彼此排斥,而中子则由电子和质子组合而成。当微观粒子组合成原子的时候,电子围绕着原子核运动一事就成了困扰经典物理学最重要的问题。

  而题主所问的问题,【分子原子内部不停的在高速运动,运动需要的能量来源于哪里?】在一定程度上,就是一个典型的经典物理学问题。而经典物理学解决不了这个问题,因此发展出量子物理学。

  但对原子,体系的不同量子态由电子轨道刻画,不同的电子轨道具有不同的能量。这句话的意思就是说,电子本身是自带能量的,这个世界上不存在能量状态为0的电子。而电子的能量由两个部分构成,一部分是当它静止时候的静止质量与光速平方的乘积,即著名的爱因斯坦质能方程所决定的,而另一部分能量则由其运动质量与静止质量的差值与光速平方的乘积,因为电子这样的微小的物体,通常的运动速度都直接用光速作为单位了,比如0.5C诸如此类的。

  另外,必须指出的是。微观粒子不能像想象一个小球那样去想象电子,电子可能是一个弥散的场,也可能是所谓的弦,还可能是能量的分布函数等等。如果回到最初,那所有这些微观粒子的诞生,都来自于大爆炸之后的冷却过程,我们这整个宇宙的总能量,都来源于那次想象中的大爆炸。对电子轨道的理解和解释,成就了现代物理学最神秘的分支——量子物理学。电子云的概念,将几率和波函数引入物理学中。而电子能够吸收和释放能量,从而在不同的轨道中跳跃或者跃迁。

  而要进入诡异的量子物理学世界,那得做好充分的思想准备工作。

  微观粒子高速运动的根本原因,是它们的温度大于绝对零度。而根据热力学基本定律,热力学绝对零度永远无法达到,从而任何宏观物体的内部,都存在着微观的运动。

  我们还可以从细节去理解它,微观粒子之所以在运动,是因为它们之间在不断传递能量。运动本身并不消耗能量,传递能量的过程也不会消耗能量,这个过程只会增加「熵」。热力学熵是用来描述一个宏观态下状态总数的量,这里不多叙述。

  知道了在微观层面上运动不消耗能量的原理之后,就可以很容易的理解这个现象。粒子之间不断的交换能量,能量本身并没有消失。有的能量会以电磁波的形式逃逸,但如果你处在一个有温度的环境下,那外部也会向自己传递能量,最终达到一个平衡。这样,系统中的粒子就一直拥有运动的动能,运动也就一直能保持下去。

  在核物理和量子力学诞生之前,人类对于世界的本质的认识是不清楚的。

  现在我们知道能量和物质的关系是先有能量再有物质。能量才是世界存在的本质,运动是永恒的,而静止只是相对的,没有绝对的静止。

  》原子内部和分子内部不停的在运动,只是物质的存在形式。

  138亿年前宇宙还是一个起点,大爆炸刚刚开始只有能量没有物质。大爆炸形成的火球冷却下来以后,才形成了质子、中子、电子等各种基本粒子。

  38万年之后,宇宙已经冷却到可以形成中性原子,电子围绕在原子核边,形成了最初的原子。

  宇宙中最初的原子中,氢原子占了80%,剩下的20%是氦原子。它们聚集成了第1代的恒星。

  2亿年后宇宙中第1颗恒星点亮,宇宙中第1次出现了光。

  又过了86亿年,太阳诞生;太阳诞生后50亿年,人类诞生。

  所以,从能量和物质的本质来认识人体,人体就是一大堆的电子、质子、中子。

  进入中子和质子的内部,里面是夸克、胶子,胶子的运动速度和光速是一样的。

  我们通常人理解的物质,是因为它有质量,这个质量是所谓的静质量。物质的质量,绝大部分集中在原子核的质子和中子上。

  》质子和中子的静质量,绝大部分是高速运动的胶子产生的。

  而胶子是没有静质量的,所以胶子只有能量没有质量。

  另外一小部分质量是由希格斯场赋予电子而产生的。

  所以我们感觉到的质量和物质的存在性,主要是因为胶子具有能量。

  举个例子:如果我们在一个没有任何质量的盒子里面放上一个在内部做高速反弹运动的小球,这个盒子就具有了质量。

  所以,宇宙中的绝大部分质量是因为能量而存在的。

  》如果没有能量,质量本身也不会存在。

  电子在原子核外的运动,常在科普的插图里面被形象地描述成如卫星那样绕着原子核运行。实际上电子的运动,完全和在地球上空的卫星不一样。

  电子在原子核外的运动以能量驻波的形式存在。

  因为柱波必须是波长的整数倍,所以电子的轨道是固定的。而且轨道与轨道之间是不连续的。

  根据德布罗意物质波,万物都在波动。

  甚至连地球都在不停的抖动,但是因为德布罗意物质波的波长和质量成反比,所以质量越大波长就越短,因此几乎感觉不到地球的波动。

  因为能量是以点状分布的,但是它的运行规律是波动,这就是所谓的波函数。

  根据不确定性原理,微观粒子的位置和它的速度不能同时测量。

  如果我们用比较哲学化的观点来看不确定性原理,可以这样认为,世界的本质是一团能量,只是在我们观察它时候,才会变成确定的物质存在形式,因此才有了物质的运动。

  对于这个解释有两种观点,波尔认为这就是物质的本质,而爱因斯坦认为还存在未知的物理量。

  但是现在最新的物理学实验证明,波尔正确。

  正因为在微观的世界里,微观粒子在做高速的运动,这使得原子核内部甚至是分子之间的化学能,相比于宏观物体运动的机械能来说,是极其巨大的。

  所以,仅仅是10升汽油,就能让几吨重的汽车行驶100公里;几吨重的核原料,就能让10万吨的航空母舰行驶50年。

  分子、原子内部不停的运动,驱动它们的能量,来自宇宙的最开始。

  》创世大爆炸时的高温的火焰,封闭在了微观世界内部。

  仅仅在质子、中子的内部,就有高达10,000亿度的高温。

  如果这种设定有什么特别的意义的话,那只能说是为了某个文明在宇宙中诞生的时候,可以用某种方法把它们释放出来,于是就有了地球文明。

  所以,分子和原子内部高速运动的能量,归根结底来自于创世大爆炸那一刻,只是随着宇宙的扩张和冷却,而被幽闭在了极其微观的世界。

  微观粒子高速运动的能量,来自于宇宙大爆炸!宇宙大爆炸,大爆炸……

  重要的话说三遍!

  按哥本哈根派的理论,所有微观的粒子都是振动的能量。只是振动的频率和模式不同才表现出不同的性质。

  譬如琴弦:弹动不同的琴弦,琴弦上含有的驻波个数是不同的,。在我们用耳朵“观测”时,听到的声音也是不同的,有高音和低音。

  微观粒子的内禀属性是量子化的,如+1/2自旋,+1/4自旋,-1/2自旋……等等,类似“弦”或者“膜”的振动。

  可以把大爆炸之前的宇宙想象成一个装满了水的气球,这个气球已经被胀的圆滚滚的,随时可能爆炸。然后,一个未知的扰动,可能来自于内部,也可能来自于外部,导致气球爆炸了。

  爆炸非常的剧烈,里面的水雾化成各种各样的小水滴。这些小水滴大小、质量、飞行速度等等都不相同。

  然后我们来观测和分析,把质量最小,向下飞,左转的“小水滴”叫做电子;把质量稍微大一点,向上飞,右转的“小水滴”叫做介子。以此类推,便有了夸克、质子、中子等微观粒子。

  大团的水滴在运动过程中不稳定,容易飞溅出小小液滴,这就是辐射;小液滴也能因为高速撞击融合成大液滴,这就是核聚变!

  把上面的气球里的水换成能量,差不多就是宇宙的前世今生了。

  注意,爱因斯坦的质能方程E=mC∧2,中间是等号,这意味着能量和质量是可以互相转化的!

  或者干脆说,质量不过是高密度的能量,而物质不过是能量的另一种的表现形式。

  Mark,待续

  原子核。

  原子核能有这样大的能量,是由于原子核是质子与中子构成,内部有强大的吸引力,以致为化学反应中不能再反应的粒子。

  原子核之间的核力,是比电磁力作用大n倍的相互作用力。因为质子之间的斥力是很大的,但几个质子与中子却克服了这巨大的斥力聚合为一个原子核。所以原子核既具有核力又具有斥力。如果原子间发生聚合反应,那种巨大能量是可想而知的

  如果原子核发生聚变或裂变时,就会放出巨大的原子核能。就像两个轻质量的氢原子能聚合为一个重质量的氦原子,聚变过程中放出巨大能量,太阳就是很好的例子。太阳能释放如此巨大能量长达50亿年之久,这不是没有原因的,并且还会再持续氢核聚变反应50亿年。

  那么有有个问题了:原子核的能量又来源于哪里?

  在宇宙中,磁场里高速流动的物质产生金属氢,金属氢光速自旋(震荡)是其本质属性。金属氢的“磁力矩”相互切割产生电磁波——能量。电子或电子轨道是虚拟的,没有体积与质量;电磁波是依靠金属态氢离子的“磁力矩”共振来传播的。

  质量本身。

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