原子之重力應為合力

摘 要 關于不同元素原子的整體重量值小于部分之和（氫原子除外，全文同），目前科學的解釋是原子核出現質量虧損，虧損的質量被轉化成能量。但作者對此持不同觀點，認為這是由原子重力為合力造成的。因為在原子內部由于能量作用于質量，會產生一個與引力相抗衡的微小分力，使原子重力形成合力，導致原子整體重量值小于部分之和，而對此分力的形成原因正是本文探討的目的。

關鍵詞 原子核通常具有極高的溫度 原子重力應為（內）合力 原子幔空間 形成于原子內部的亞爾科夫斯基效應

中圖分類號：P22 文獻標識碼：A

1炙熱的原子核

原子核具有強大的能量，但能量以什么形式存在呢？作者認為核能主要是以熱能和動能形式存在，因為熱動能是能量的本質。再者原子核帶正電質子之間具有強大的（庫侖）斥力，而原子核之所以緊密不崩潰，是因為原子核束縛能（強力）做“功”，把相互排斥的質子以及中子緊緊捆綁在一起，從而保持了原子核以及整個原子的穩定性。按照熱力學第二定律，強力在束縛帶正電質子之間斥力的過程中，亦會產生能量消耗，畢竟原子能量不是永恒的。而能量守恒定律揭示，消耗的能量會轉化成熱能或其它。因此具有強大能量和強相互運動的原子核，在通常狀態下就具有極高的溫度。

就是說原子的溫度具有層次性，原子核有很高的溫度，與核外電子之間差異巨大。我們平時感覺到、或者測量到物體的溫度，這只是原子表面電子層溫度而非核溫度。

物體只要不為絕對零度，都會向外界熱輻射能量。而具有極高溫度的原子核，同樣會向外界熱輻射能量。因為核與核外電子之間的空間應為真空態，則原子核是以電磁波形式向外界熱輻射能量。

為方便對事物的描述，本文將原子核與核外電子之間的空間稱之為原子幔，原子幔空間是原子核熱輻射能量的輻射帶區域。

由于在常態下原子核溫度值目前科學界尚無定論，還是個未知數。但作者在豆丁網上讀到一篇《關于原子核溫度的探索》的文章，該文以中子星表面溫度1000萬℃為參照，推測并計算出原子核溫度為1000萬℃。

有極高溫度的原子核對核外電子影響幾何呢？現假設原子核溫度1000萬℃作為操作標準，來作如下計算分析：

設原子核熱輻射力為E，E=E（ ，T） 為波長、T為溫度（1000萬℃）；核外電子受原子核熱輻射力為Z、電子吸收比a；原子核與核外電子之間的距離為S，以熱輻射強度與源距離的平方成反比為依據，則：核外電子受原子的核熱輻射強度為： Z= a·E/S2

已知原子直徑為10-10m、原子核直徑10-15m ，核與核外電子的距離為1/2·（10-10m—10-15m），核的單位面積功率（W/M2），則：

Z= a·E【 ，1000萬℃（W/M2）】/ 0.5·（10-10m—10-15m）2

雖有不確定因素，但初步測算原子核熱輻射能量經過相對廣闊的原子幔至核外電子層面時，其強度會斷崖式遞減。因此若原子核溫度在1000萬℃以內，或者高一些，這都對核外電子層溫度影響甚微。

2形成于原子內部的亞爾科夫斯基（Yarkovsky effect）效應

亞爾科夫斯基效應，是指當小行星吸收陽光和釋放熱量時對小行星產生的微小的推動力。準確說，即是一個旋轉物體由于受在太空中帶有動量的熱量光子的各向異性放射而產生的力（動能），它會使小行星運動軌跡發生變化。

在這里小行星吸收和釋放帶有動量的熱量光子，實際上是指原子的核外電子吸收和釋放太陽的電磁波熱輻射能。因此亞爾科夫斯基效應揭示：核外電子在吸收或者釋放電磁波熱輻射能量過程中，會獲得一個動能，進而對其質量產生一個微小的推動力。

同樣原子核熱輻射至原子幔的電磁波能量，會被核外電子所吸收并轉化成熱能，但一般不會直接穿過核外電子到達原子外界。因為電子以光速繞核旋轉，每秒可達數萬億次，會形成一個縝密無隙、完整的“電子殼”。并且按照核外電子排布規律，能量較低的基態電子靠近原子核。基態電子通過持續的吸收原子幔能量，當其能量超過激發態電子能量時，則躍遷至激發態，并與原子外界交換能量；而其它層序電子替而代之基態電子…。此過程循環往復，使原子核熱輻射能量通過核外電子向原子外界釋放（交換）。

參照亞爾科夫斯基效應，在原子內部，有極高溫度的原子核向原子幔熱輻射的電磁波能量亦具有動量，以光速繞核旋轉的核外電子，從原子幔吸收并向原子外界釋放電磁波能量的過程中，也會由內向外對核外電子層整體各項異產生一個微小推動力。因為原子質量由核和核外電子組成，這是一個不可分割的整體，故而此推動力會使包括原子核在內的整個原子，獲得一個與其引力方向相反的分力，從而抵消了原子的部分引力，使原子重力形成合力（如圖1所示），造成原子整體重量值比其應有的重量要輕一些。當然這個推動力比引力小得多，原子處于靜止狀態。

原子重力為合力的數學表達式：

設m為原子質量、F（m）為原子質量的引力、G為原子重力、Y為原子內部形成的亞爾科夫斯基效應分力，則：

原子質量的重力=引力-分力，數學表達式：G=F（m）-Y。

同理：原子引力=原子重力+分力，數學表達式：F（m）=G+Y

3對原子重力為合力的幾項說明

就原子整體重量值小于部分之和，是質量虧損、還是重力為合力？二者必居其一。作者認為對此除考慮質量虧損的原因外，還要考慮到原子內部能量作用于質量的因素，也就是把質量和能量這兩個因素相互結合起來思考之，以求得正確答案。

譬如一個充滿大氣的球囊，其引力（重量）應該是球囊質量加上球囊內大氣質量之和。但如果球囊內大氣溫度高于外界，則它的整體重量會比應有的重量要輕一些，且溫度越高，重量越輕。簡言之，這就是因為球囊內熱能作用于質量，從而產生一個分力，使整個球囊的重力形成合力而變輕，這當然不是“質量虧損”造成。

而原子集質量和能量于一體，原子重力為合力，這是由原子的結構、原子內部能量與質量相互聯系，共同作用的結果。并且由于原子內部這種質能運動形式與過程的穩定性和持續性，決定了原子重力為合力具常態化。因此除氫原子外，不同元素原子的重力都各有不同的合力值。

本文把原子（或其它物體）這種由于內部質能運動對引力產生干擾和影響，使其重力發生變化而形成的合力稱之為內合力。內合力一般不易被直接觀察到，原子重力亦如此。

對于原子核能量從何而來，作者認為生而具有，因為質量和能量是宇宙最基本的存在要素，二者缺一不可。按照宇宙大爆炸理論，宇宙起源于一個質量和能量都無窮大、溫度無比高的質能奇點。在這里能量與質量是并存的，并非先有質量，然后部分質量經轉換才有了能量。

而就愛因斯坦質能方程E=MC2，本文觀點可將其理解為原子所包括質量和能量的正比例關系，即原子的質能比。

設K為原子所包括質量和能量的比值、M為原子質量、E是原子能量，則原子質能比的數學表達式為 ：

K=M/E，（其中E=MC2，C為光速） 同理： E=M/K。

它說明在很少的原子質量中亦包含了極大的能量。

作者簡介：陳偉，男，1961年6月生，自由職業者，戶籍所在地：江蘇省南京市。

參考文獻

[1] 熱力學第二定律，熱力學基本定律之一[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/2322281-2456384.html.

[2] 韓永全.關于原子核溫度的探索[DB/OL].http：//www.docin.com/p-773056090.html.

[3] 亞爾科夫斯基效應（Yarkovsky effect）[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/4391286-4597900.html.

[4] 宇宙產生于大爆炸的理論[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/6613545-6827338.html.

[5] 阿爾伯納·愛因斯坦質能方程[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/5721625-5934355.html.endprint