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《 时 空 物 质 论 》 作者：韩炳国 工作单位：河北省唐山市迁安市迁安镇人民政府 第二章 认识世界物质性的基础－－原子 第一节 物质的本质及原子的结构 四、原子内部的谜题 在原子的构成方面，当代物理学界主要存在着两种观点，一种观点认为：原子是由质子、中子和电子这些不可再分的粒子构成的；另一种观点认为：原子由质子、中子和电子构成，而质子和中子则分别由３个更基本的层子或夸克构成，但层子或夸克是否存在还没有得到证实。 现在，利用原子的质子－中子－电子结构已经解决了很多问题，并促进了人类科技的巨大发展，但是，由于我们的技术还未能达到直接而又详细的观察原子内部结构状况的水平，在人们的面前，原子内部结构等深层次问题仍然显得有些扑溯迷离，而且很多问题还都有待于解决。例如：原子核内是否存在着介子、层子或夸克等，所以，种种问题的存在，都使原子理论的继续发展拥有着强劲的动力，而在人们对放射性物质的放射现象进行分析和研究的过程中，放射性物质所表现出来的一些现象，则又加深着人们对于原子以及物质本质的了解和认识。 我们知道，我们所在的这个世界是由正物质组成的正物质世界，正物质中的原子由带正电荷的质子、不带电的中性中子和带负电荷的电子构成；理论上认为，在宇宙中还应当存在一个反物质世界，反物质世界中的反原子由带负电荷的反质子、不带电的中性中子和带正电荷的正电子构成。正物质和反物质的关键区别，就在于质子和电子带什么电，带正电的质子和带负电的负电子是正物质，带负电的反质子和带正电的正电子则是反物质，而中子则同时存在于两个世界中。 １９３２年，英国人安德逊发现了正电子，而且，在以后的很多实验中也发现了正电子。比如：在伽马射线通过其它原子的过程中以及在很多粒子的衰变过程中都能够产生正电子，这证明，正电子来自于伽马射线或原子，但原子中肯定存在着正电子，正电子还是大量存在的；而在１９５５年，美国人张伯伦却发现了反质子。 由于正电子和反质子都是反物质，所以，正电子和反质子的发现，证明了正物质世界中存在着反物质。但是，正物质世界中为什么会存在着反物质呢？正电子和反质子来自于何处呢？这些问题自从正电子和反质子被发现以来，就一直的困扰着科学界。 通过分析，原子的核外电子带负电荷，中子不带电荷，只有质子带正电荷，这样，正电子就应该来自于质子。但是，即使某个原子释放出了与其质子数相等的正电子，这个原子的正电荷数也不会减少，如果１个质子只带有１个正电荷的话，这种现象是根本就不会出现的；既然出现了，就应该有个原因，这就出现了关于质子是由什么物质构成，它实质上带有多少个正电荷的问题。同时，在放射性原子的衰变过程中，则出现了更加异常的辐射现象。 在放射性原子的衰变过程中，既会出现阿尔法衰变，又会出现贝塔衰变，并伴随着伽马射线的辐射。通过分析和研究已经确认，阿尔法粒子为四个质量单位，带两个正电荷，这证明阿尔法粒子就是氦原子的原子核；贝塔粒子的质量与电子相同，带一个负电荷，证明它就是电子；伽马射线非常象Ｘ射线，但不同于Ｘ射线，后来证明，它是一种能量很高但波长极短的电磁波，所以，伽马射线实际上就是一种中性的高能光子。 通过对各种原子的质子数、中子数和电子数及其质量对比已经知道，当一个放射性原子衰变成为一个稍次之的原子时， 至少应当辐射出１个氦核与２个电子。同时，不同元素原子内的中子质量占原子质量比例也不相同。在多数情况下，原子序数越大，中子质量占原子总质量的比例就越大，而放射性原子释放出来的氦核的质子质量与中子质量却极为相近，这样，放射性原子在衰变的过程中，不仅要辐射出氦核与电子，而且还应伴随着中子多余质量的物质辐射。因为中子和伽马射线都是中性物质，伽马射线最有可能是中子辐射出来的，所以，放射性原子在衰变过程中辐射出来的氦核以及两倍于氦核的电子与伽马射线之间，应该保持一种基本固定的比例。 但是，事实并非如此，放射性原子辐射出来的电子的数量超过了氦核数量的两倍。这就是说，放射性原子不仅释放出了氦核以及两倍于氦核数量的电子，还释放出了更多的电子。在有些时候，多余出来的电子的数量甚至超过了参与衰变的放射性原子的核外电子总数，以至于形成了电子流，但放射性原子的核外电子却并未因此而大量减少。因此，科学界根据这种事实认为，多余出来的电子辐射并非来自于核外电子，而是核内某种粒子发生了某些变化后释放出了这些电子。 以上种种事实表明，原子之所以能够释放出正电子，就是因为原子内部存在着正电子或存在着由正电子构成的粒子；而放射性原子之所以能够释放出比其核外电子总数还多的电子，则证明核内存在着电子或存在着由电子构成的粒子。 在组成原子的质子、中子和电子中，只有质子是带正电荷的粒子，这样，质子就成为了一种最有可能释放正电子的粒子。但是，质子带１个正电荷，它为什么能够释放出也带有１个正电荷的正电子呢？多余出来的大量电子辐射，来自于核内哪种粒子的变化呢？反质子的发现又表明了什么呢？ 《时空物质论》全文> |
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