丁榮培：粒子的電荷來(lái)源

1、摘要：本文從射線在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)這一物理現(xiàn)象出發(fā)，分析了電子經(jīng)典半徑的由來(lái)及其存在的問題，提出電 子、質(zhì)子內(nèi)部本質(zhì)上就是量子化渦旋閉合電磁場(chǎng)的假設(shè)。再由麥克斯韋方程組導(dǎo)出的電磁場(chǎng)能量密度公式以及愛因斯坦的質(zhì)能公式 、電磁學(xué)中的電磁強(qiáng)度公式三個(gè)公式結(jié)合推導(dǎo)出粒子能量來(lái)源公式、粒子質(zhì)量來(lái)源公式、粒子電荷來(lái)源公式和粒子質(zhì)量半徑關(guān)系常 數(shù)及電子、質(zhì)子半徑公式等系列新公式并說(shuō)明其物理意義。據(jù)此對(duì)現(xiàn)有一些疑難物理現(xiàn)象作出新的解釋，并根據(jù)系列新的計(jì)算公式 ，計(jì)算出描述電子、質(zhì)子有關(guān)物理特征的系列新參數(shù)，從全新的角度統(tǒng)一地解釋物質(zhì)的微觀世界和宏觀世界，并初步分析了可能由 此對(duì)物理學(xué)帶來(lái)的影響。

2、目錄目錄 1.引言引言 2.電子與質(zhì)子的本質(zhì)就是量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng)電子與質(zhì)子的本質(zhì)就是量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng) 3麥克斯韋方程組與斯托克斯公式結(jié)合的啟示：電子、質(zhì)子外部的麥克斯韋方程組與斯托克斯公式結(jié)合的啟示：電子、質(zhì)子外部的 電位移通量必然對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子內(nèi)稟渦旋電磁場(chǎng)的存在電位移通量必然對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子內(nèi)稟渦旋電磁場(chǎng)的存在 4電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式 5. 關(guān)于電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量、電荷的本質(zhì)與聯(lián)系關(guān)于電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量、電荷的本質(zhì)與聯(lián)系 6.電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果 7.對(duì)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的影響對(duì)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的影

3、響 8.關(guān)于電子、質(zhì)子性質(zhì)的部分新公式及其物理意義關(guān)于電子、質(zhì)子性質(zhì)的部分新公式及其物理意義 9.描述電子、質(zhì)子的有關(guān)物理參數(shù)估算表描述電子、質(zhì)子的有關(guān)物理參數(shù)估算表 10.引申意義：有效解釋此前難以理解的一些物理現(xiàn)象引申意義：有效解釋此前難以理解的一些物理現(xiàn)象 11. 20個(gè)推論（或科學(xué)問題）個(gè)推論（或科學(xué)問題） 12.關(guān)于開展質(zhì)子顯微鏡和新型介入式可控核裂變研究的建議關(guān)于開展質(zhì)子顯微鏡和新型介入式可控核裂變研究的建議 摘要：摘要：本文從射線在重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)這一物理現(xiàn)象出發(fā)， 分析了電子經(jīng)典半徑的由來(lái)及其存在的問題，提出電子與質(zhì)子內(nèi)部本質(zhì)上 就是量子化渦旋閉合電磁場(chǎng)的觀點(diǎn)。再由

4、麥克斯韋方程組導(dǎo)出的電磁場(chǎng)能 量密度公式以及愛因斯坦的質(zhì)能公式、電磁學(xué)中的電磁強(qiáng)度公式三個(gè)公式 結(jié)合推導(dǎo)出粒子能量來(lái)源公式、粒子質(zhì)量來(lái)源公式、粒子電荷來(lái)源公式和 粒子質(zhì)量半徑關(guān)系常數(shù) 及電子、質(zhì)子半徑公式等系列新公式并說(shuō)明其物理 意義。據(jù)此對(duì)現(xiàn)有一些疑難物理現(xiàn)象作出新的解釋，并根據(jù)系列新的計(jì)算 公式，計(jì)算出描述電子、質(zhì)子有關(guān)物理特征的系列新參數(shù)，從全新的角度 統(tǒng)一地解釋物質(zhì)的微觀世界和宏觀世界，并初步分析了可能由此對(duì)物理學(xué) 帶來(lái)的影響。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：量子化渦旋閉合電磁場(chǎng) 粒子能 量來(lái)源公式 粒子質(zhì)量來(lái)源公式 粒子 電荷來(lái)源公式 粒子質(zhì)量半徑關(guān)系常數(shù) 黑洞物理 宇宙物理 1.1.電子對(duì)的產(chǎn)生

5、與湮滅電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅 中國(guó)物理學(xué)家趙忠堯首先發(fā)現(xiàn)了能量大于兩倍電子靜質(zhì)量能（2m0c2=1.02MeV）的射線在 重原子核附近可產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。1 物理教科書上估算的電子經(jīng)典半徑re2.810-15 m，2質(zhì)子半徑r 1.210-15m。3質(zhì)子質(zhì)量 約是電子質(zhì)量的1836倍，按我們通常理解質(zhì)子直徑比電子直徑大得多，事實(shí)恰恰相反；現(xiàn)有 物理框架對(duì)此仍然無(wú)法作出合理解釋。 1.2.目前電子的經(jīng)典半徑的由來(lái)目前電子的經(jīng)典半徑的由來(lái)4及其存在的問題及其存在的問題 估算電子經(jīng)典半徑re2.810-15m基于以下設(shè)想： （1）設(shè)想電子是一個(gè)半徑為re均勻帶電球； （2）設(shè)想電子靜止質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量 由靜

6、電自能提供。 1.3.存在的主要問題存在的主要問題 （1）如果電子電荷是一個(gè)半徑為re均勻帶電球，為什么球內(nèi)的點(diǎn)電荷不會(huì)因排斥而分開，那 么這個(gè)球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？ （2）為什么電子和質(zhì)子所攜帶的電量恰好相等、電性相反？這有什么深層次原因？ （3）電荷的本質(zhì)是什么，電荷從何而來(lái)？電子的質(zhì)量、能量本質(zhì)是什么，或者說(shuō)電子是以什 么方式表現(xiàn)自己的能量和質(zhì)量的。 (4) 目前，這種假定電子能量由靜電自能提供的圖景給我們看到的是一幅靜態(tài)的電子圖畫，但 是，我們所看到宇宙中的一切都在運(yùn)動(dòng)，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，連電子 都在繞原子核不停運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，電子內(nèi)部也應(yīng)當(dāng)是處于不停運(yùn)動(dòng)之中，而不

7、是靜止不變 的。 1.引言引言 2.2.電子、質(zhì)子的本質(zhì)電子、質(zhì)子的本質(zhì) 就是量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng)就是量子化的渦旋閉合電磁場(chǎng) 2.1.2.1.光子不可能有無(wú)限可分的結(jié)構(gòu)，這樣，由并非無(wú)限可分的光子不可能有無(wú)限可分的結(jié)構(gòu)，這樣，由并非無(wú)限可分的光子對(duì)在經(jīng)過(guò)重光子對(duì)在經(jīng)過(guò)重 原子核附近時(shí)產(chǎn)生出的正、負(fù)電子同樣不可能具有無(wú)限可分的結(jié)構(gòu)。原子核附近時(shí)產(chǎn)生出的正、負(fù)電子同樣不可能具有無(wú)限可分的結(jié)構(gòu)。否則這一過(guò)程就 如“幽靈的作用”一樣神秘。物質(zhì)每分到一個(gè)層次，則該層次粒子間必然存在未知的 相互作用，隨著粒子分層的深入，未知的力（相互作用）及未知的粒子也會(huì)越來(lái)越多 。我們將永遠(yuǎn)不能搞清楚物質(zhì)相互作用的規(guī)

8、律，即會(huì)陷入“不可知論”的漩渦。 2.2. 2.2. 論微觀局域時(shí)空彎曲狀態(tài)下閉合弦量子振動(dòng)形成基本粒子的動(dòng)力學(xué)機(jī)制論微觀局域時(shí)空彎曲狀態(tài)下閉合弦量子振動(dòng)形成基本粒子的動(dòng)力學(xué)機(jī)制 55一文論證電子、質(zhì)子內(nèi)在本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉合電磁場(chǎng)。 一文論證電子、質(zhì)子內(nèi)在本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉合電磁場(chǎng)。其中主要觀點(diǎn)歸納 如下： 2.2.1.2.2.1.從電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅的過(guò)程看，電子內(nèi)部的本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉從電子對(duì)的產(chǎn)生與湮滅的過(guò)程看，電子內(nèi)部的本質(zhì)就是攜帶能量的渦旋閉 合電磁場(chǎng)。合電磁場(chǎng)。 2.2.2.2.2.2.電子、質(zhì)子就是以一定頻率在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并相互感生激發(fā)的渦旋電場(chǎng)和電子、質(zhì)子就

9、是以一定頻率在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并相互感生激發(fā)的渦旋電場(chǎng)和 渦旋磁場(chǎng)形成的閉合弦。渦旋磁場(chǎng)形成的閉合弦。能量子運(yùn)動(dòng)具有“趨膚效應(yīng)”，就象一個(gè)皮球，相對(duì)來(lái)講里 面是真正的“真空”。閉合弦振動(dòng)的彎曲與閉合是由于高能量密度下空間自然彎曲的 必然結(jié)果。 2.2.3.2.2.3.光子對(duì)從電場(chǎng)角度看是兩個(gè)旋向相反的渦旋電場(chǎng)。光子對(duì)從電場(chǎng)角度看是兩個(gè)旋向相反的渦旋電場(chǎng)。當(dāng)光子對(duì)經(jīng)過(guò)鉛原子 核附近時(shí)，在鉛原子核（質(zhì)子組成的帶正電的核子團(tuán)）的電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生相斥、相 吸這兩個(gè)相反的作用效果，因而相互分離、發(fā)生實(shí)物化的突變生成為正、負(fù)電子對(duì)飛 離出去?？梢钥闯?，正是因?yàn)闇u旋電場(chǎng)方向的不同，形成的實(shí)物粒子有了正、負(fù)電荷

10、之分。 2.2.4.2.2.4.電子、質(zhì)子內(nèi)部不是靜電場(chǎng)，而是渦旋電磁場(chǎng)。電子、質(zhì)子內(nèi)部不是靜電場(chǎng)，而是渦旋電磁場(chǎng)。 既然如此，那么可以得出結(jié)論：電子、質(zhì)子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物理參數(shù)可以用麥克 斯韋方程組、質(zhì)能公式及其延伸出來(lái)的計(jì)算公式進(jìn)行描述。 ()() LSV AdlAdSA dV 從高斯公從高斯公式、斯托克斯公式出發(fā)式、斯托克斯公式出發(fā)，對(duì)麥克斯韋對(duì)麥克斯韋 方程組方程組有有進(jìn)一步理解：進(jìn)一步理解： () SSL qD dSEdSA dl ADE ()A 3 3麥克斯韋方程組與斯托克斯公式結(jié)合的啟示：麥克斯韋方程組與斯托克斯公式結(jié)合的啟示： 電子、質(zhì)子外部的電位移通量必然對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子內(nèi)稟渦

11、旋電磁場(chǎng)的存在電子、質(zhì)子外部的電位移通量必然對(duì)應(yīng)電子、質(zhì)子內(nèi)稟渦旋電磁場(chǎng)的存在 4電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算公式 電磁場(chǎng)能量密度表達(dá)式 221111 2222 wEDHB EH 電子、質(zhì)子內(nèi)部質(zhì)量能表達(dá)式 2324 3 VV WwdVdV Er E 電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式 2 4 q r 電子、質(zhì)子的半徑計(jì)算公式電子、質(zhì)子的半徑計(jì)算公式 2 2 1 2 r m c q 5. 關(guān)于電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量、電荷的本質(zhì)與聯(lián)系關(guān)于電子、質(zhì)子的能量、質(zhì)量、電荷的本質(zhì)與聯(lián)系 （包含：暗物質(zhì)來(lái)源新解）（包含：暗物質(zhì)來(lái)源新解） 5.1.5.1.電子、質(zhì)子能量來(lái)源公式電子、質(zhì)子能量來(lái)源公式 22

12、V mdV c 5.2. 電子、質(zhì)子質(zhì)量來(lái)源公式電子、質(zhì)子質(zhì)量來(lái)源公式 5.4.電子、質(zhì)子體外電場(chǎng)能量公式電子、質(zhì)子體外電場(chǎng)能量公式（可能是暗物質(zhì)來(lái)源之一） 5.5.引力引力場(chǎng)能量公式場(chǎng)能量公式（可能是暗物質(zhì)另一重要來(lái)源之一 ，推導(dǎo)過(guò)程略，推導(dǎo)過(guò)程略） 5.3. 電子、質(zhì)子電荷來(lái)源公式電子、質(zhì)子電荷來(lái)源公式 2 V mdV B S qdS 2 2 3 g Wmc 22 2 22322 2 113 42() 224882 o ooo r rrr o S qqq WdSdrrE rrmc rrr E 理論應(yīng)用：理論應(yīng)用： 6.電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果電子、質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果 1根據(jù)以上公式，產(chǎn)

13、生的電子、質(zhì)子半徑計(jì)算值自然要接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，無(wú)論如何，畢竟這是我們?nèi)祟惖谝淮斡米约嚎?結(jié)出的純理論模型、推導(dǎo)出相應(yīng)公式計(jì)算出來(lái)的結(jié)果。如果結(jié)論正確，將對(duì)原子核物理、高能物理、黑洞物理、宇宙物理 等帶來(lái)影響。比如，對(duì)質(zhì)子、中子、夸克、膠子以及核力本質(zhì)、核能來(lái)源、黑洞本質(zhì)、宇宙大爆炸等將會(huì)有新的理解。 6.1.電子半徑的新計(jì)算結(jié)果電子半徑的新計(jì)算結(jié)果 6.1.1.查常用物理常數(shù)，電子質(zhì)量 為：9.109610-31，代入（DRP-1）式，得： 電子半徑電子半徑re9.3710-16（0.937飛飛 米）米） 新的計(jì)算結(jié)果是原有數(shù)據(jù)（經(jīng)典電子半徑2.810-15m）的約1，即原先估計(jì)的電子半徑是新

14、計(jì)算結(jié)果的3倍。 6.2.質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果質(zhì)子半徑的新計(jì)算結(jié)果 將質(zhì)子質(zhì)量代入公式（DRP-1），得： 質(zhì)子半徑質(zhì)子半徑rp5.110-19（0.51阿米）阿米） 6.2.1.質(zhì)子半徑新的計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原先的估計(jì)，原來(lái)的估計(jì)質(zhì)子半徑是新計(jì)算結(jié)果的2353倍。 6.2.2.質(zhì)子質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍，原來(lái)，人們以為質(zhì)子體積比電子體積要大得多，現(xiàn)在計(jì)算結(jié)果卻恰恰相反， 電子的體積比質(zhì)子體積大得多。 6.2.3.太陽(yáng)直徑約是地球直徑的100倍，而電子半徑卻是質(zhì)子半徑的1800多倍。 6.2.6.如果把電子的大小比喻成首都北京的鳥巢體育館，鳥巢體育館，則質(zhì)子的大小不到一個(gè)籃球那么大，大概和

15、一個(gè)排球大小差不 多。 6.3.粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向不同，則電荷變號(hào)。粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向不同，則電荷變號(hào)。一般規(guī)定順時(shí)針方向帶負(fù)電，逆時(shí)針方向帶正電。電子內(nèi)部閉合 渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度： （即電子體內(nèi)渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到16萬(wàn)億億伏每米，其強(qiáng)度之高遠(yuǎn)超想象）。 理論應(yīng)用：理論應(yīng)用： 宇宙誕生時(shí)可以理解為一個(gè)超級(jí)大黑洞，這個(gè)質(zhì)量非常之大、半徑非常之小的超級(jí)大黑洞（或者說(shuō)是超級(jí)粒子）的粒子半徑估算為： 46 99 53 8.543 2.501 3.416 10 10 10 od Kg m rm m Kg G 7.對(duì)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的影響對(duì)黑洞物理學(xué)和宇宙物理學(xué)的影響 理論應(yīng)用：理論應(yīng)用： 8.

16、電子、質(zhì)子性質(zhì)的部分新公式及其物理意義電子、質(zhì)子性質(zhì)的部分新公式及其物理意義 2 32 2 2 4 1 3 43 V S dV rE m Er qrEEdS c 能量電荷比公式能量電荷比公式 與康普頓效應(yīng)、德布羅意波與康普頓效應(yīng)、德布羅意波、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的關(guān)系的關(guān)系 2 11 (6)()(6) 2 ee e o h rr q m c hc 康普頓波長(zhǎng)與粒子相對(duì)論性變頻常數(shù)及電子半徑的關(guān)系 1612 22411.47 9.37 102.43 10 e e h krm mc 2 (6)2 eo e rhch m cq 理論應(yīng)用：理論應(yīng)用： 9.描述電子、質(zhì)子的有關(guān)物理參數(shù)估算表描述電子、質(zhì)子的有關(guān)

17、物理參數(shù)估算表 序號(hào)序號(hào)物理量物理量電子電子質(zhì)子質(zhì)子 1粒子質(zhì)量同mo9.110*10-31Kg1.673*10-27Kg 2粒子內(nèi)部總能量Wi0.511938.272 3電荷（電量）-1（qo=1.602*10-19c）+1（qo=1.602*10-19c） 4渦旋電場(chǎng)Es旋轉(zhuǎn)方向（定義）順時(shí)針方向逆時(shí)針方向 5粒子內(nèi)在電場(chǎng)強(qiáng)度粒子內(nèi)在電場(chǎng)強(qiáng)度1.638*1021V.m-15.5*1027V.m-1 6粒子內(nèi)在磁感應(yīng)強(qiáng)度5.467*1012M-21.833*1019M-2 7電荷量子化與粒子穩(wěn)定常數(shù)電荷量子化與粒子穩(wěn)定常數(shù)G=m*r（或稱（或稱“上帝上帝”常數(shù)）常數(shù)）8.543*10-46.

18、（千克.米）8.543*10-46.（千克.米） 8粒子質(zhì)量密度 8.305*1014Kg.m-33.102*1027Kg.m-3 9粒子半徑r9.37*10-16m5.1*10-19m 10粒子內(nèi)部渦旋電場(chǎng)自旋角速度= 3.202*1023rad/s5.882*1026rad/s 11粒子自旋轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 8.005*10-61Kg.m24.357*10-64Kg.m2 12粒子終極自旋角動(dòng)量（第一層次自旋）粒子終極自旋角動(dòng)量（第一層次自旋） 2.563*10-37Kg.m2.s-12.563*10-37Kg.m2.s-1 13粒子終極自旋磁矩（第一層次自旋）：粒子終極自旋磁矩（第一層次自旋）： 2.252*10-26J.T-11.226*