氢分子在物质形态变化过程中其电子运动轨迹变化的程式化探索
李科,杨海军 2009年5月12日
6.2程式化氢分子空间力动态平衡方程组算法阐述:... 14 8.3.1 3D演示氢分子由超导态到中子态各阶段的截图:... 17
1.本作品设计思路和主要内容:本作品以宇宙相对论量子力学为基础,以氢分子空间质点力动态平衡方程组为依据,编程计算在一定的变化范围内氢分子由中子态到超导态其电子各运动参数数据。确定了氢分子电子在两态间转化的轨道、速度和加速度。 本文档将详细阐述本作品中所涉及到的理论依据即广义宇宙相对论理论体系和宇宙相对论量子力学,对编程计算所得出的各项数据进行了详细的分析,以及 本作品所得成果的意义。 2.引言1927年10月,第五届索尔维国际物理学讨论会上,爱因斯坦针对玻恩提出的量子力学中波函数的统计解释提出了诘难,与玻尔、海森堡等一大批物理学家发生了激烈的争论。爱因斯坦认为,上帝不是掷骰子,微观粒子的运动应该存在是确定的决定论的描述。爱因斯坦还认为测不准关系的存在是观察手段不完备造成的,因此,测不准关系的实在性是值得怀疑的,不应该把它看成一条真实的的起作用的原理。爱因斯坦精心设计了一些理想实验,企图驳倒测不准关系,并说服玻尔。但是爱因斯坦并没有找到统计解释和测不准关系在理论上的缺欠。而爱因斯坦的决定论观点却遭到了玻尔等哥本哈根学派的有力反击。1930年,第六届索尔维国际物理学会议上,爱因斯坦精心设计了一个光子箱实验,力图证明时间和能量可以同时准确测量,以推翻测不准关系。玻尔当时没有考虑出反驳的道理。但第二天一早,玻尔用爱因斯坦的广义相对论原理也设计了一个相反的实验,巧妙地指出了爱因斯坦理想实验中的矛盾,恰恰是违反了自己所创立的广义相对论。而且证明了在爱因斯坦的思想实验中,只有引进测不准关系才能使矛盾顺利解决。爱因斯坦无话可说,只好承认统计解释和测不准关系以及整个哥本哈根派对量子力学的解释并无内在矛盾。但是爱因斯坦仍然以十分怀疑的目光注视着哥本哈根派的物理学研究和哲学解释。始终认为量子力学的统计方法在认识论上是无法接受的,在美学上更是不能满意的。1930年,爱因斯坦仍然不断地设计理想实验,反驳以玻尔为代表的哥本哈根学派的观点。玻尔与哥本哈根学派的的科学家也不断地发表文章予以论证和反击。1935年,爱因斯坦与两位年青的助手合作发表了《能认为量子力学对物理学实在的描述是完备的吗?》一文。再次强调他的决定论观点,否认量子力学规律的完备性。直至爱因斯坦去世,他仍然拒绝接受测不准关系。在20世纪初的一场震撼经典物理学的狂风暴雨中,量子论和相对论先后诞生了,人们一直在作出把象征着20世纪科学的时代特征的这两大科学成就结合在一起的努利。爱因斯坦不倦地与玻尔争论,也是为了消除这种结合所面临二者理论基础不统一的障碍。但谁能料到,这场争论的结果却可能酝酿一场更大的风暴。一种新的理论,一种新的思维方式,甚至一种新的世界观都可能在这场风暴中诞生。科学家和哲学家都不能对此等闲视之[①]。 1986年,重庆市冯劲松先生提出了<广义宇宙相对论>这套理论体系,该理论对物体(质点)作相对运动(无论低、高速运动)所引起的万有引力、库仑力、核力、电磁波频率等问题进行了探讨,认为物体(质点)在作相对运动的同时,诸如引力子、光量子等各种能量(或信息)载体还在它们之间高速地作相对运动。之后冯劲松先生以广义宇宙相对论原理为指导,以宇宙相对论库仑定律为基础,并结合牛顿三大力学基本定律和宇宙相对论里德伯常数定律,创立了精确定量研究物质结构内的光子、电子、原子、分子之间的相互作用、相互结合、相互分离、相对运动规律的力学理论──宇宙相对论量子力学。该理论特别关注原子核外电子的运动,同时该理论和实验都证明物质(物体)吸收到电磁波时,原子核与原子核的间距扩大,物体膨胀,其电子围绕原子核的旋转运动半径反而减小,电子作加速运动;物质(物体)释放出电磁波时,原子核与原子核的间距缩小,物体收缩,电子围绕原子核的旋转运动半径反而增大,电子作减速运动。即分子收缩,原子反而膨胀;分子膨胀,原子反而收缩。
3.理论依据及概述3.1广义宇宙相对论3.1.1基本概念在宇宙,运动是永恒的,静止是相对的。物体运动的速度极限,取决于其能量"载体"的速度极限。由于客观上存在着相对运动,加之,能量"载体"的传播速度又具有极限,这就造成了物体相对运动与相对静止时各种物理量变化规律有所不同。尚若,能量"载体"的传播速度是无限大的(C─∞),则宇宙间(自然界)就不存在相对运动与相对静止时各种物理量的变化规律有什么不同。但是,从宇宙中所观察到的微观物体到宏观物体的实际运动来看,第一,自然界中的"能量载体"不只一种,并且每种能量"载体"的速度极限值不相等;第二,由不同的能量"载体"所驱驶的物体的运动速度极限不同,并且都与能量"载体"的传播速度极限为极限。 物体与物体之间在作相对运动的同时,能量"载体‘还在他们之间高速地作相对运动。即研究同一事件,同时存在由两种或两种以上复杂的相对运动而引起的运动物体的各种物理量变化规律的新理论就是本文的中心论题。 研讨物理变化规律,离开了时间和空间都是不可能的,要描述某一物理现象的规律离开了相对的参考系也是无从说起的。广义宇宙相对论依然认为:时间是绝对的时间,永远均匀流逝是客观的,它不以人的主观意志为转移;空间也是绝对的空间,它的存在并不依赖于物体之间的相对运动速度。空间本身与时间本身并无直接的联系,它们之间的联系只有通过研究物体的运动或者事物的发生,发展过程才能建立起来,或者说只有物体在空间里"运动"时才能够将空间与时间联系起来。 3.1.3 广义宇宙相对论原理无论宏观世界或微观世界,物体之间只要处于相对静止的时候,他们二者之间所存在的各种物理量(万有引力、库仑力、核力、图像、光波的频率......)都是极大值,随着物体与物体之间的相对运动速度的增加,各物理量均要随之而成比例地减小,当它们之间的相对运动速度达到某个临界值时,各物理量将等于零;相反,随着物体与物体之间的相对运动速度减小,各物理量均要随之而成比例地增大,当它们之间的相对运动速度趋于零的时候,各物理量都将趋于它们各自的极大值。即广义宇宙相对论原理的数学表达式为:
式中:Gv=0--表示物体与物体之间处于相对静止时, 某一物理量(如万有引力、库仑力、核力、图像、光波频率......)的极大值; Gν--表示某一个物理量;由于物体之间以速度ν作相对运动时,客观上所存在着的实有量值; C--表示物体与物体在作相对运动的同时, 还在他们二者之间作相对运动的能量(或其它)载体的"绝对"极限速度(注:此处C不一定是光速); V--表示一个物体与另一个物休的相对运动速度;
x--待定未知数,现在已由实验测出[13][14][15][16][17]。即:
注明:经后来证明
这就证明了爱因斯坦将相对论项用于修正质量随运动的变化 是错误的,而他的修正系数 却是正确的。这就是长期以来《相对论》的错误不易被发现的真正原因,因为一切有关相对论的实验只能检测出相对论修正系数值 的正确与否,却不能直接证明其理论的正确性。 任何两个物质的质点都是相互吸引的,引力的大小与两个质点的质量的乘积成正比,与它们间距离的平方成反比;还与它们间的相对运动速度和引力子的极限传播速度有关,并与引力的大力成 倍关系, 并且不同原子结构的物质的万有引力恒量具有稍微不同的量值。即数学公式为:
式中:F--万有引力,单位:牛顿(N); fij--万有引力恒量,表示两种不同物质之间的引力恒量,平均值为:6.6720×10-11 ; mi、mj--分别为质点i和j的质量,单位:kg; r--两质点间的距离,单位:米; V--两质点间的相对运动速度,米/秒; C--万有引力能量"载体"(引力子)的极限传播速度, 根据天文观测光线偏折角实际反算结果为: C=2.9979260421×108米/秒,与光速在99.99995%精度内相同;
质点发射电磁波的频率大小,与电磁波能量载体──光子相对静止时的极限传播速度c有关,与观测者的相对运动速度有关,并与电磁波的频率成 倍关系;与质点所处的能量状态及施给其外力的强度有关,并成正相关关系,即数学表达式为:
式中: γ─质点以速度v相对于观测者运动时,其发出的电磁波的频率,单位:赫兹; γ0─质点与观测者相对静止时,其发出的电磁波的频率,单位:赫兹; v─质点(如电子等)相对于观测者的运动速度,米/秒; C─光速,2.99792458×108米/秒;
推论一:氢原子光谱电磁波频率公式:
推论二:氦原子(或氦离子)光谱电磁波频率公式;
式中: γ--电子发射电磁波的频率,赫兹; me--电子质量,9.109558×10-31千克; e--电子电荷,1.6021917×10-19库;
R--里德伯常数,1.09737177×105厘米-1; v--电子与观测者的相对运动速度,米/秒; z--元素原子序数,1,2,3,......
C--光2.99792458×108米/秒;
由于电子围绕原子核在作相对运动,所测得的里德伯常数与里德伯常数的理论值有一差值,这一差值可用宇宙相对论项来修正。并据此,可以测算出电子的瞬时运动速度之值。这一定律叫做宇宙相对论里德伯常数定律(为纪念科学家里德伯先生而命名),其数学表达式(公式一)为:
式中: V--电子围绕原子核的旋转运动瞬时速度,米/秒; R实--里德伯常数的实测计算值,厘米-1 R理--里德伯常数的准确值,1.09737177×105厘米-1; C--光速,2.99792458×108米/秒 推论:宇宙相对论里德伯常数定律(公式二)(原子内电子运动轨道半径的实测计算公式):
式中:R--电子围绕原子核运动的轨道半径,米; R实--里德伯常数的实测计算值;厘米-1 Z--原子序数,1,2,3,...... 注:(公式二)适用于Z<20的元素;其它元素,由宇宙相对论量子力学定律推导出精确计算公式,以确保测量精度。 在微观领域里的各个物质(粒子层次)层面(例如:分子、电子等),一种粒子总是由更基本的粒子在更快速的相对运动能量子(能量载体)作用下结合而成的空间力动态平衡体系(例如:分子、电子等),各运动质点(粒子)在相应的量子作用下产生的各种力(例如:库仑力、核力等),既要受到相对运动规律的作用,同时,又要受到量子运动规律的作用;在一个空间力动态平衡体系内,各运动质点(粒子)任何时候在各方向上受到的各种作用力的矢量和必然为零。其数学表达式为:
式中: --表示运动质点; --表示参与排斥 质点的同性质点(在 质点能量势场的作用范围以内); --表示参与排斥 质点(粒子)的同性质点(粒子 )总个数; --表示参与吸引 质点的异性质点(在 质点能量势场的作用范围以内); --表示参与吸引 质点的异性质点的总个数; --表示质点与任一个 质点的吸引力;如:库仑吸引力、核吸引力等,单位:牛顿;库仑力由宇宙相对论库仑定律公式计算;核力尚没有精确定量的计算公式,需要人们继续探索; --表示 质点与任一个 质点的排斥力;如:库仑排斥力、核排斥力,牛顿;库仑力由宇宙相对论库仑定律公式计算;核力尚没有精确定量的计算公式,需要人们继续探索; -- 质点的质量数,单位: ; -- 质点在初始运动状态下, 质点绕核的相对运动速度,m/s; -- 质点的加速度,m/s ; -- 质点绕核的运动轨道半径,单位:m; 在物质中任意一个分子或原子团里,分子或原子团总是由更基本的粒子--电子在更快速的相对运动能量载体(光量子)作用下与原子核结合而成的空间力动态平衡体系(分子或原子团)。在这个空间力动态平衡体系内,各运动质点(电子或原子核)在光量子作用下产生的电场力(即:库仑力),既要受到相对运动规律的作用,同时,又要受到量子运动规律的作用;在这个空间力动态平衡体系内,各运动质点(电子或原子核)任何时候在各方向上受到的各种作用力的矢量和必然为零。其数学表达通式为:
式中: ─表示任意被指定来作参考系的电子(或原子核)代号为( ); ─表示参与排斥( )电子(或原子核)的电子(或原子核 )(在 电子(或原子核)库仑场的作用范围以内); ─表示参与排斥( )电子(或原子核)的电子(或原子核)总个数; ─表示参与吸引( )电子(或原子核)的原子核(或电子); ─表示参与吸引( )电子(或原子核)的原子核(或电子)的总个数;在( )电子(或原子核)库仑场的作用范围以内; ─表示一个电荷,1.6021917×10-19C;
─表示原子核内的核电荷个数,即质子个数;注:在计算电子与电子之间的排斥力时, 取1;在计算电子与原子核之间的库仑吸引力和计算原子核与原子核之间的库仑排斥力时, 取原子核的核电荷数,即原子序数。 ─表示( )电子(或原子核)与任一个( ) 电子(或原子核)的相对运动速度 ,m/s; ─表示( )电子(或原子核)与任一个( ) 原子核(或电子)的相对运动速度,m/s; ─表示( )电子(或原子核)与任一( )电子 (或原子核)之间的相对距离,m; ─表示( )电子(或原子核)与任一( )原子核(或电子)之间的相对距离,m; ─表示( )电子(或原子核)到( )电子(或原子核) 的库仑斥力矢量; --表示( )电子(或原子核)到( ) 原子核(或电子)的库仑吸引力矢量 --运动质点的质量;运动质点是电子时,取电子的质量;运动质点是原子核时,取原子核的质量; ──电子的质量,9.109534×10-31kg,这个电子质量一般认为是物质形态趋近于超导态时的电子质量,近似为电子的最小质量;一般认为物质形态趋近于中子态时的原子核外运动的电子质量,近似为电子的最大质量。由于单个光子的质量已经实验精确测定为 kg,原子核外运动着的电子随着吸、放光量子的多少,其质量要发生变化;这种质量的增减在方程中是要计入的。否则,要影响其计算精度。实验测定:中子的质量是1.6749543 ;质子的质量是1.6726485 ; 研究认为中子质量与质子质量之差是核外运动电子的最大质量,其值是23.058 。经研究推导得到核外运动电子在吸、放光量子(光量子是一份一份被电子吸收或放出的,一份光量子由多个光子组成。目前,运动电子吸、放的光量子的质量的精确计量计入方程组公式的方法尚未找到,只好用以下的近似方法计入)后的质量的近似函数表达式是:
式中: =9.109534 10-31kg; 6.73640775×10 kg;
(质量增、减量子变化系数,常数); m/s; -- 运动质点对应的相对运动速度; 即运动质点是电子时,其电子质量应取 的函数式代入方程中。因此,光量子对电子的作用不仅会引起电子的受力(库仑力)变化,还会引起电子的质量变化;这里面隐藏着一个天机:即电子的电荷是由光量子组成的,光子是电子电荷的基本组成单位,即光子存在基本电荷。可以认为超导态中的电子是没有电荷的,它只是电荷的一个载体,当外加电场对它作用时,它会不折不扣地将电能传送到用户。 ─表示( )电子(或原子核)在初始状态下,相对原子核(或电子)的旋转运动轨道半径,m; ──在初始状态下,( )电子(或原子核)相对原子核(或电子)的运动速度,m/s;为简化计算,当运动质点为原子核时,取 为零。 ─表示( )电子(或原子核)脱离其轨道(或位置)的加速度,该值可正、可负、也可以为零,m/s2; ─电磁波(光子)在真空中的传播速度,2.99792458×108m/s。注:光子在电子内部的绕核运动是超光速的,电子在原子核内部的绕核(质子)运动也是超光速的;中子是一个电子绕质子超光速运动的行星体系,是极端收缩(高度压缩)的氢原子。其机理可用宇宙相对论量子力学第二定律(关于解决核力作用下的动力学问题的理论)来解释。见《宇宙相对论核物理学》。光子靠正常(自然)平衡力的作用而脱离电子核(电子是双核结构,即是一种稳定的力动态平衡体系)的作用时,其光子的运动速度将减速到实测的不变光速(恒定光速)--2.99792458 10 m/s,当光子在非正常力的作用下而脱离电子核的作用时,其光子脱离电子核的作用后的运动速度将是超光速的。目前,一些高能物理实验发现了一些超光速现象,其超光速的精确值尚待测定。这与电子的绕原子核运动在原理上相似,电子靠正常(自然)平衡力的作用而脱离原子核时,其电子的运动速度将减速为0(超导态),当电子在非正常(自然)力的作用下而脱离原子核的作用时,其电子脱离原子核作用后的运动速度将是大于零的,如光电效应。
; 注明:经后来证明 在任意一个分子或原子团里,具有 运动质点,即电子个数与原子核个数的总和数。根据以上宇宙相对论量子力学第一定律的数学表达通式即可建立分子或原子团的库仑力动态平衡 元高次超越方程组。即一切物质的运动变化均遵循这一库仑力动态平衡 方程组所表达的运动变化规律。经对氢分子力动态平衡方程组的计算机编程计算、研究,结果表明:在电子和原子核的相对运动变化规律上,理论与实测完全一致。见后面详细论述。 氢是自然界中最简单的原子,也是宇宙中含量最丰富的元素。氢是水分子的组成成分,也是一切生命物质的四大主要元素之一的元素。然而,氢在某些方面的性质、内部空间结构、电子运动变化规律仍然是一个谜,至今尚未搞清楚。 氢分子是由两个氢原子结合而成的,氢原子内电子绕原子核的运行轨道在空间的分布有两种情况。一是平面问题,即氢原子内电子绕原子核的运行轨道均在一个平面上,并且两原子核的连线与两电子的轨道平面平行且重合;二是空间问题:空间问题又分两种情况。在此我们对氢原子内电子绕原子核运行的轨道既不平行也不在一个平面内,而是复杂的空间运动形式进行探讨。
图表 4 氢分子结构模型
图4为氢分子结构模型,该模型表示氢分子内两个电子绕原子核的运行轨道平面相互平行,并且两原子核的连线与两个电子轨道平面的交角是变化的,称为轨道倾角。 在此模型的基础上对氢分子空间内部进行受力分析,受力分析图示如下:
图表 5 氢分子空间内部受力图
图5所示氢分子受力分析图中A、B两质点分别表示的是一个氢原子核,C、D两质点分别表示的是一个氢原子内的一个电子。在图上设 , , , , , 。令A、B两原子核之间距 。其中 是一个未知数。C电子运动的瞬时位置用方向角 和轨道半径 表示;D电子的瞬时位置用方向角 和轨道半径 表示。C电子运动的瞬时速度用 表示,D电子运动的瞬时速度用 表示。 在氢分子的理论模型和受力分析的基础上,以广义宇宙相对论和宇宙相对论量子力学第一定律为理论依据,建立了氢分子力动态方程组,氢分子动态方程组中对氢分子电子与电子之间,原子核与原子核之间,电子与原子核之间的相对距离、受力情况和各质点的相对运动速度进行了推导,其推导结果所得的方程组为高次多元超越方程组。 推导过程以及氢分子力动态方程组详见附件一。 从氢分子空间力动态平衡方程组中我们可以得出未知数是(即变量),变量的定义域如下图所示:
变量vx即原子的相对运动速度的变化范围较广,我们使用以下几个关键值。所有输入的数据都有很好的实验基础。取值如下图所示:
电子的运动速度从0变到光速2.99792458 。由于电子的速度变化范围太广,我们不可能从让它从0变到2.99792458 。在这里我们用到了以下几个关键值。 V=v1=v2={5e+1,5.173974e+6,1e+7,5e+7,1.491e+8,1.6e+8,2.99e+8 }; 在编程计算未知参数时,我们需要一些常量。在程序中我们把这些常数定义为宏。以下就是宏的详细定义。 #define PI 3.1415926 #define c 2.99792458e+8 #define k 8.991805e+9 #define E 1.6021917e-19 #define H 3.1415926/180 #define Me 9.109534e-31 #define Mz 1.6726485e-27 #define ep 1.3e-5 #define N 2.070608924e+6 #define Mr 6.73640775e-37 在程序中我们要求出氢原子的半径r。我们采用了二分查找和迭代的方法。具体的说就是按照步长h/2,从r的左定义域R_left到r的右义域R_right查找满足我们给出了eps(精度)的r。为此我们使用了四个判断,只要满足其中任何一种判断,那么就是氢原子的半径r。同时我们定义Temp为函数的REquation的返回值。
1:从r的左定义域R_left开始查找。如果fabs(Temp)<eps, 2:如果fabs(Temp)>eps那么就在z的基础上加上h/2。再次判断fabs(Temp)<eps是否成立。如果成立我们就认为z是氢原子的半径。并且把z放在R数组中。并且y1=Equation(z+h)。
3:又判断Temp*y1>0.0是否成立,如果成立Temp=y1; z=z1; 4:判断Temp*y1<0是否成立,如果成立,判断fabs(z1-z)<eps是否成立。如果成立,我们就认为z是氢原子的半径。并且把z放在R数组中。 同时z=z1+h/2.0; 5 判断fabs((z1+z)/2.0)<eps是否成立,如果成立我们就认为z是氢原子的半径。并且把z放在R数组中。 同时z=z1+h/2.0;如果不成立, z0=(z1+z)/2.0。再判断fabs(z0=(z1+z)/2.0)<eps,如果成立,我们就认为z是氢原子的半径。并且把z放在R数组中。 由于不同的速度对应不同的r。不同的r对应不同的量级,所以eps我们也定义了一个数组EXPS来存储。
根据氢分子力动态平衡方程组编写出计算氢原子半径r的函数。这样在REquation函数中计算出r在通过二分法进行选择。计算氢原子核的加速度的函数是A1Equation()。计算氢原子核外的电子的加速度的函数是A3Equation()。 源代码详见程序。 在主函数中我们采用了4重for循环。第一重循环控制速度v变化。速度被定义为一个数组第二重循环控制角度x1_PI的变化,范围从0到2PI.第三重循环控制氢原子核之间的大小d。第四重循环是控制r的变化。同时我们把七种不同的情况的结果放在七个不同的TXT文件。为此定义了文件指针数组fp[7]。 R_LEFT[7] = {22.3e-12,23.0e-16,10.0e-16,20.0e-17,30.0e-19,10.0E-20,10.0E-20};//氢原子的半径r的值域左 R_RIGHT[7] = {24.0e-12,45.0e-16,15.0e-16,12.0e-16,17.0e-18,31.0E-19,40.0E-19};//氢原子的半径r的值域右 D1_ LEFT [7] = {85.0e-12,24e-12,44e-12,64e-12,64e-12,64e-12,64e-12};//氢原子核之间的距离d的下限 D1_ RIGHT [7] = {86.0e-12,26e-12,46e-12,66e-12,66e-12,66e-12,66e-12};//氢原子核之间的距离d的上限
在确定氢分子由中子态到超导态变化的过程中,该程序在确定氢原子半径R和两个氢原子核的距离d的范围时,我们采取了二分查找和迭代法的方式,逐步的缩小氢原子半径R和两个氢原子核的距离d的范围。同时我们在确定范围之后,还和实际情况进行比较,经过合理的修正之后,最终确定了它们的范围。在计算结果出来之后,我们和一些实验实测数据进行了比较,发现我们的数据中存在这些数据。
以下是程序的运行的结果统计表:
当V1=V2= , 时,得到氢原子核之间距的量级是d=22.3079499994917760e-012m,氢原子核外的电子轨道半径的量级是r1=22.30705e-012m 。并且,当原子核外的电子运动速度趋近于零时,氢分子两原子核的间距 与氢原子核外运动电子的轨道半径 是趋近于相等的。氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 当 , 时,得到氢原子核之间距的量级是d=25.00000e-012 ,氢原子核外的电子轨道半径的量级是r1=10.33300e-016 ,氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 当 , ,得到氢原子核之间距的量级是d=45.00000e-012 ,氢原子核外的电子轨道半径的量级是r1=10.40800e-016 ,氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 当 , ,得到氢原子核之间距的量级是d=65.00000e-012 , 氢原子核外的电子轨道半径的量级是r1=2.000000e-016 ,氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 当 , ,得到氢原子核之间距的量级是d=65~85e-012 ,原子核外的电子轨道半径的量级是r1=2.000000e-017 ~e-016 ,氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 当 , ,得到氢原子核之间距的量级是d=65.00000e-012 ,原子核外的电子轨道半径的量级是r1=1.630000e-017~e-018 ,氢原子核的加速度的量级是 ,氢原子核外的电子的加速度的量级是 。 计算表明:在这种情况下,两氢原子核外的电子运动速度的矢量合成速度(即相对运动速度大于光速)已大于光速,即一个氢原子核外的电子对另一化合氢原子核外的电子已经没有电场力的作用了.
对程序的所得数据的分析,我们可以验证:氢分子由超导态到中子态两态转变过程中,分子膨胀,原子反而收缩;分子收缩,原子反而膨胀。氢分子内两个电子绕原子核的运行轨道平面相互平行,并且两原子核的连线与两个电子轨道平面的交角 是变化的,称为轨道倾角。该程序所得数据也表明:当分子收缩时,其电子运动速度变小,电子轨道半径变大,其轨道倾角 趋向于 ;否则,其轨道倾角 趋向于零。计算结果符合氢分子两态间变化规律和实验结果也是吻合的。
经过对数据的细致分析和对理论的理解,我们对数据进行了有效的处理,以氢分子电子半径与原子核距离处在不同量级为参考,以氢分子由超导态到中子态变化过程为演示过程,设计编写了一个3D演示软件。 该3D演示程序详细演示了所得结论即氢分子由超导态到中子态两态转变过程中,分子膨胀,原子反而收缩;分子收缩,原子反而膨胀。
图表 8.1 所示氢分子原子核间距离最远其电子半径最小
图表 8. 2 所示氢分子两原子核距离不断减小其电子半径逐渐增大
图表 8. 3 所示氢分子两原子核间距离最小其电子距离达到最大
8.3.2 3D演示界面说明 该3D演示氢分子由超导态到中子态两态转变过程中,界面左下角现实了该3D演示此时3D演示的帧数:即时帧数(Current FPS)、最差帧数(Worst FPS)、最佳帧数(Best FPS)。如图8.4。
图表 8.4
3D演示界面下方显示了一系列数据,这些数据表明此时氢分子原子核及电子的各项数据:电子的运动速度(v)、氢原子核间距离(distance)、电子轨道半径(r)、原子核间相对运行速度(vx)。如图8.5。
图表 8.5
图表9.1 程序开始等待图片
图表 9.2 程序整体界面
我们将计算氢分子空间力动态方程组程序和3D演示程序封装在一个界面之内,在该界面内可直接调用计算氢分子空间力动态方程组程序直接导入所得有效数据,如图9.3所示
图表 9.3 整体界面导入计算数据 该界面也可以直接调用3D演示程序,点击界面上方"3D演示"按钮,将弹出对话框,点击确定(如图9.4所示),将可以观看到由计算数据所得的3D演示画面。
图表 9.4 整体界面启动3D演示
※※※※※※ 刘武青 |