简洁的磁层原子模型

刘帮海　莫引义

[摘要]带电荷的原子核旋转产生了磁场，该磁场为闭合的多层次的壳形磁场，其起点都在原子核上，电子就在这些壳形磁场中作园周运动，这就是简单的磁层原子模型。原子的物理和化学性质异常繁杂，模型却能导出这些繁杂的性质，这是否就是原子的本质模型？

[关键词]原子磁层模型

中图分类号：O44 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2009）0720001－01

一、前言

原子物理理论已得到空前的发展，前人提出的原子模型也有许多种类，但由于原子的性质异常复杂且杂乱无章，目前的理论还停留在对原子性质的分散性地描述阶段，而那些模型也只能解释原子的某一个局部的性质而与其它的性质相矛盾。本模型却能解释原子的粒子性、波动性、能级和光谱的形成、电磁波的发射和吸收、电子排布等一系列的原子性质。本文同时对电子在原子中运动的受力分析作了初步探讨。本模型与物理新理论中的分子新模型以及电磁波新模型环环相扣，它们的有机结合构成了物理新理论的基础。

二、原子的性质

1．原子和在其中运动的电子都是微观粒子，它们都具有波粒二象性。

2．原子中运动的电子具有分离态的能级特征。

3．各原子的发光具有独特的辐射一定频率成分的特征光谱。

4．原子中有磁场存在，但常态下绝大多数原子都不显磁性。

5．原子中有电子运动的轨道存在，电子在原子中的排布规律已表现出电子轨道的现象（遗憾的是这条被现代物理学中的电子具有波动性的这一条性质所否定，并用电子云来描述电子在核外的运动状态）。

6．电子在原子中运动，它的受力一定会有一个稳定的运动平衡力系以平衡电荷的吸引力，否则电子会掉进原子核中（现代物理理论同样否认这一条，它以能级、波动性来解释电子掉不进原子核的原因，并以此为该理论取得成功的标志，以量子力学冠名）。

7．原子是化学反应中的最小微粒，即原子在化学反应中原子的本质特征不变。

8．所有不同种类的原子必须具有相同的共性，同时又具有各自的个性。

9．原子与原子组成分子时，它们也必须能保持原子的共性和个性特征。组成的物质必须具备各物质的物理、化学特性。

10．原子与原子组成分子后，其电子在分子中的运动其受力状态同样存在一个稳定的运动平衡力系。

11．原子在一定的状态下有等离子效应，以及激光的倍频效应，磁光陷阱效应等一系列激光效应。

原子种类有上百种（含人工合成的原子），它们组合成分子后所具有的性质将会更多，这里不再一一列出。

尽管有的特征被现代物理理论所否定，但原子所表现出来的上述十一个特征现象是客观存在的，因此，原子的理论模型必须包含上述十一个基本特征，且必须能够推演出它们所表现出的所有性质和客观现象，只有具备这些条件的模型才是表现了原子的本来面目的原子本质模型。

新理论还发现了一个自然法则，那就是：越是基础的理论越简单！这也就注定了原子模型的第十二个特征：原子模型必须是简单的。

本文作者在此提前向各位读者问句话：如果这样的原子模型被发现了，它算不算是目前最完美的原子模型？

三、新理论中的原子模型

原子由原子核和电子组成，这是公认了的，但原子所表现出的性质却远非如此简单，那么，是什么原因使如此简单的两种粒子组合后就显现如同梦幻的各种性质？

新理论认为这是带电荷的原子核旋转产生了磁场，该磁场为闭合的多层次的壳形磁场，其起点都在原子核上，这种壳形磁场的磁层数量与核电荷数及原子所处的能级状态有阶段性的正比例的对应关糸，简称磁层。以8层磁层数为例，如下图所示。

这就是新理论中的原子模型，十分精美又十分的简单。

下面我们就以该模型所能表现出来的性质去推演原子所表现出来的所有性质。

先论述原子的第六个性质：电子在原子中的运动，它的受力一定会有一个稳定的运动力系。

以最简单的氢原子为例。

电子在磁层上绕核旋转，这些磁层就是电子轨道（第五个性质）。各磁层运动的电子其能量不同，这就是原子的第二个性质：原子中运动的电子具有分离态的能级特征。而这个磁壳层是闭合的，所以对外不显磁性，合符第四条：原子有磁场但常态下不显磁性。

如图，当电子向内运动，电子在磁层的作用下会产生洛伦磁力，其大小为F1=eυB，电子绕核旋转所产生的离心力为F2=m ，电子与原子核的电荷吸引力为F3=k。

平衡力系：F3=F1+F2，即k=eνB+m 。

Q-核电荷量，υ－电子绕核线速度，e-电子电荷量，m-电子质量，R-电子绕核圆周运动半径，B-磁层磁感应强度。原子磁层的存在就是电子掉不进原子核的原因。

四、原子的特征频率发光和光谱线的形成

（一）原子的特征频率发光

电子从外磁层进入相邻的内磁层会发射一个电磁波，跃迁时间用了电磁波一个周期T的，即T的时间，这个时间与电磁波新模型中产生电磁波的时间是相等的。

由于各种原子核的电荷数不同，相同磁层数的各原子磁层其感应强度是不同的，且电荷对电子的吸引力也不同。因此，电子在相邻磁层之间的“跃迁”的物理特征也各不相同。这就是形成特征频率的原因。

（二）光谱线的形成

当外来高能电子连续穿过几层磁层时，从原子的最外层磁层的第一层算起，电子到达第二层磁层时发射了一个电磁波，到第三层时发射了两个电磁波，以此类推。

一组光谱线有几条，就意味着电子穿透了几层磁层。有些现有线系的光谱不一定与实际的相符，因为有可能发射的微波没有被我们观测到。

（再次强调，《物理新理论》所用的研究方法是独特的，是经得起实验和时间的检验的。但千万不要用现有公认了的理论去检验新理论。）

在氢光谱中，各线系能量的高低可按电子到达的最低轨道排列，赖曼系是已观测到的能量最高的线系，它的电子是否到达了最低的电子轨道？如果不是，则它的前面还有线系。至于后面的，则是一定存在我们还没发现的线系，如微波线系。或许我们已经发现了，但因这些光谱不合现有规律而放弃了对它们的研究。

氢原子发出一些不符谱线规律的光子，它们是高能电子穿过原子时发出的光子。

其他的性质描述请看新理论的后续文章。《物理新理论》为完整性和系统性的理论，敬请各位关注。