原子之重力应为合力

摘 要 关于不同元素原子的整体重量值小于部分之和（氢原子除外，全文同），目前科学的解释是原子核出现质量亏损，亏损的质量被转化成能量。但作者对此持不同观点，认为这是由原子重力为合力造成的。因为在原子内部由于能量作用于质量，会产生一个与引力相抗衡的微小分力，使原子重力形成合力，导致原子整体重量值小于部分之和，而对此分力的形成原因正是本文探讨的目的。

关键词 原子核通常具有极高的温度 原子重力应为（内）合力 原子幔空间 形成于原子内部的亚尔科夫斯基效应

中图分类号：P22 文献标识码：A

1炙热的原子核

原子核具有强大的能量，但能量以什么形式存在呢？作者认为核能主要是以热能和动能形式存在，因为热动能是能量的本质。再者原子核带正电质子之间具有强大的（库仑）斥力，而原子核之所以紧密不崩溃，是因为原子核束缚能（强力）做“功”，把相互排斥的质子以及中子紧紧捆绑在一起，从而保持了原子核以及整个原子的稳定性。按照热力学第二定律，强力在束缚带正电质子之间斥力的过程中，亦会产生能量消耗，毕竟原子能量不是永恒的。而能量守恒定律揭示，消耗的能量会转化成热能或其它。因此具有强大能量和强相互运动的原子核，在通常状态下就具有极高的温度。

就是说原子的温度具有层次性，原子核有很高的温度，与核外电子之间差异巨大。我们平时感觉到、或者测量到物体的温度，这只是原子表面电子层温度而非核温度。

物体只要不为绝对零度，都会向外界热辐射能量。而具有极高温度的原子核，同样会向外界热辐射能量。因为核與核外电子之间的空间应为真空态，则原子核是以电磁波形式向外界热辐射能量。

为方便对事物的描述，本文将原子核与核外电子之间的空间称之为原子幔，原子幔空间是原子核热辐射能量的辐射带区域。

由于在常态下原子核温度值目前科学界尚无定论，还是个未知数。但作者在豆丁网上读到一篇《关于原子核温度的探索》的文章，该文以中子星表面温度1000万℃为参照，推测并计算出原子核温度为1000万℃。

有极高温度的原子核对核外电子影响几何呢？现假设原子核温度1000万℃作为操作标准，来作如下计算分析：

设原子核热辐射力为E，E=E（ ，T） 为波长、T为温度（1000万℃）；核外电子受原子核热辐射力为Z、电子吸收比a；原子核与核外电子之间的距离为S，以热辐射强度与源距离的平方成反比为依据，则：核外电子受原子的核热辐射强度为： Z= a·E/S2

已知原子直径为10-10m、原子核直径10-15m ，核与核外电子的距离为1/2·（10-10m—10-15m），核的单位面积功率（W/M2），则：

Z= a·E【 ，1000万℃（W/M2）】/ 0.5·（10-10m—10-15m）2

虽有不确定因素，但初步测算原子核热辐射能量经过相对广阔的原子幔至核外电子层面时，其强度会断崖式递减。因此若原子核温度在1000万℃以内，或者高一些，这都对核外电子层温度影响甚微。

2形成于原子内部的亚尔科夫斯基（Yarkovsky effect）效应

亚尔科夫斯基效应，是指当小行星吸收阳光和释放热量时对小行星产生的微小的推动力。准确说，即是一个旋转物体由于受在太空中带有动量的热量光子的各向异性放射而产生的力（动能），它会使小行星运动轨迹发生变化。

在这里小行星吸收和释放带有动量的热量光子，实际上是指原子的核外电子吸收和释放太阳的电磁波热辐射能。因此亚尔科夫斯基效应揭示：核外电子在吸收或者释放电磁波热辐射能量过程中，会获得一个动能，进而对其质量产生一个微小的推动力。

同样原子核热辐射至原子幔的电磁波能量，会被核外电子所吸收并转化成热能，但一般不会直接穿过核外电子到达原子外界。因为电子以光速绕核旋转，每秒可达数万亿次，会形成一个缜密无隙、完整的“电子壳”。并且按照核外电子排布规律，能量较低的基态电子靠近原子核。基态电子通过持续的吸收原子幔能量，当其能量超过激发态电子能量时，则跃迁至激发态，并与原子外界交换能量；而其它层序电子替而代之基态电子…。此过程循环往复，使原子核热辐射能量通过核外电子向原子外界释放（交换）。

参照亚尔科夫斯基效应，在原子内部，有极高温度的原子核向原子幔热辐射的电磁波能量亦具有动量，以光速绕核旋转的核外电子，从原子幔吸收并向原子外界释放电磁波能量的过程中，也会由内向外对核外电子层整体各项异产生一个微小推动力。因为原子质量由核和核外电子组成，这是一个不可分割的整体，故而此推动力会使包括原子核在内的整个原子，获得一个与其引力方向相反的分力，从而抵消了原子的部分引力，使原子重力形成合力（如图1所示），造成原子整体重量值比其应有的重量要轻一些。当然这个推动力比引力小得多，原子处于静止状态。

原子重力为合力的数学表达式：

设m为原子质量、F（m）为原子质量的引力、G为原子重力、Y为原子内部形成的亚尔科夫斯基效应分力，则：

原子质量的重力=引力-分力，数学表达式：G=F（m）-Y。

同理：原子引力=原子重力+分力，数学表达式：F（m）=G+Y

3对原子重力为合力的几项说明

就原子整体重量值小于部分之和，是质量亏损、还是重力为合力？二者必居其一。作者认为对此除考虑质量亏损的原因外，还要考虑到原子内部能量作用于质量的因素，也就是把质量和能量这两个因素相互结合起来思考之，以求得正确答案。

譬如一个充满大气的球囊，其引力（重量）应该是球囊质量加上球囊内大气质量之和。但如果球囊内大气温度高于外界，则它的整体重量会比应有的重量要轻一些，且温度越高，重量越轻。简言之，这就是因为球囊内热能作用于质量，从而产生一个分力，使整个球囊的重力形成合力而变轻，这当然不是“质量亏损”造成。

而原子集质量和能量于一体，原子重力为合力，这是由原子的结构、原子内部能量与质量相互联系，共同作用的结果。并且由于原子内部这种质能运动形式与过程的稳定性和持续性，决定了原子重力为合力具常态化。因此除氢原子外，不同元素原子的重力都各有不同的合力值。

本文把原子（或其它物体）这种由于内部质能运动对引力产生干扰和影响，使其重力发生变化而形成的合力称之为内合力。内合力一般不易被直接观察到，原子重力亦如此。

对于原子核能量从何而来，作者认为生而具有，因为质量和能量是宇宙最基本的存在要素，二者缺一不可。按照宇宙大爆炸理论，宇宙起源于一个质量和能量都无穷大、温度无比高的质能奇点。在这里能量与质量是并存的，并非先有质量，然后部分质量经转换才有了能量。

而就爱因斯坦质能方程E=MC2，本文观点可将其理解为原子所包括质量和能量的正比例关系，即原子的质能比。

设K为原子所包括质量和能量的比值、M为原子质量、E是原子能量，则原子质能比的数学表达式为 ：

K=M/E，（其中E=MC2，C为光速） 同理： E=M/K。

它说明在很少的原子质量中亦包含了极大的能量。

作者简介：陈伟，男，1961年6月生，自由职业者，户籍所在地：江苏省南京市。

参考文献

[1] 热力学第二定律，热力学基本定律之一[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/2322281-2456384.html.

[2] 韩永全.关于原子核温度的探索[DB/OL].http：//www.docin.com/p-773056090.html.

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

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

[5] 阿尔伯纳·爱因斯坦质能方程[DB/OL].https：//baike.so.com/doc/5721625-5934355.html.endprint