电子原来长这样
在浩渺的电磁波世界中,能被我们人类所直接感知的应该只有光(可见)和热两种。可见光从380到780纳米,仅仅约400纳米的波长范围就包含了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光(其实这些颜色只是我们的大脑细胞为了区别不同波长的粒子而给他们做的标记而已)。这些色光都被我们的眼睛所感知,为我们大脑所识别。虽如此微渺,却给我们带来了光明,让我们看到了五彩斑斓的大千世界。
在可见光的外侧,从780到3000万纳米,那里是红外线所在的波长范围,它是我们眼睛感觉不到而被皮肤所感知的。根据波长的不同,又被分为近、中、远红外线,虽然用途不同,也不为我们肉眼所见,但都能给我们带来热的感觉。现代研究表明,热辐射的波长范围基本都在红外区域,可以说,热辐射就等同于红外辐射。像红外制导热寻的导弹、热成像仪都是用的这个原理。
光和热是我们地球上所有生命都赖以生存和繁衍的基础,合适的光照和温度使我们的地球家园多姿多彩,蓬勃盎然!
除了光和热,还有我们人类感知不到的更大的波谱范围。在红外线的外侧,波长逐渐变大,便是无线电波的世界,根据波长和用途的不同,人们又把它分为微波、中波和长波。而在可见光的内侧,随着波长逐渐变小,依次是紫外线、X射线和γ射线等。
我们知道,电磁波谱中除了γ射线是源自原子核的辐射外,其余地都可以通过某种方法从电子中获取,而且它们产生时都有一个同样的行进速度一一300000公里/秒,也就是说它们共同存在于电子之中,通过某种层次组合在一起,构成了电子。
类似于我们地球的金属核、岩土圈、海洋圈、大气圈、磁场圈的结构形式,假如我们以X射线所在的最小波长处为中心,向外由紫外线、可见光、红外线、无线电波组成的波段为半经画一个圆,我们就可以得到一张完整的电子内部的剖面图。而各种电磁波产生的方法也可以证实这种构想:
无线电波段因为处在电子的最外层,所以我们只需用比较温和的手段一一一比如通过某些振荡电路就可以使它们脱离电子而辐射出去。
而在电炉中,电流通过电炉丝时需要克服较大的阻力,才能使大量的红外粒子辐射出来,从而释放出热量。
随着电炉丝温度逐渐升高,使靠近红外区的可见光中的红光部分辐射出来,从而使炉丝看起来变得通红。
随着电流的增大,偶尔会有电炉丝的某个薄弱的点突然烧断,同时会迸射出刺眼的蓝白色强光。
比起振荡和高速摩擦,撞击显然更为激烈。在日光灯管中用电子撞击水银蒸气(的最外层电子),就能使电子中更靠中心的紫外波段粒子迸射出来,激发管壁上的荧光物质,发出明亮的光辉。
如此不难理解,要想获得电子中心处的X射线粒子,必须使电子以更大的能量、更高的速度去轰击靶金属板,让电子完全炸裂,才能使其迸射出来。
所以越靠近电子中心处的粒子,越需要更激烈的办法才能获取。 一般情况下,在获取电子深层粒子时会有外层物质同时迸出,而反之则不一定。
电子的这种构型同样可以解释我们身边的许多自然现象。
按照现代科学理论,我们身边的物体都是由原子或分子组成,原子又是由原子核和核外电子所构成的,所以当两个物体(比如铁块或手掌)相互接触并快速摩擦时,一定是各自表层原子(分子)的最外层电子在相互撞击。而快速反复摩擦后,最直观的后果就是有大量热的生成一一摩擦生热,也就是说,大量的外层电子相互摩擦后辐射出大量的红外粒子,使我们有了热的感觉。
其实在宏观物体的内部也存在着相邻原子各自外层电子间的摩擦问题。原子虽小,但也是有质量的,有质量就会有相互的引力,当两个原子因相互吸引而靠近时,它们各自的外层电子就会发生摩擦碰撞,辐射出微波和热红外等粒子并使它们相互远离;然后再靠近———再碰撞———再远离,如此直到永远。这种在物质内部发生的往复不停的无规则运动就叫做分子热运动。
当我们用气筒给轮胎充气时,压缩的空气分子之间及与筒壁的摩擦都会使大量的红外粒子辐射出来,从而使气筒变热。如果假设将气筒的出口封闭,同时施加几百个大气压力,并将产生的热量及时除去,那么气筒中的空气温度就会降得很低,甚至会变成液体。当外层电子中的红外部分消耗殆尽时,温度也就逼近了绝对零度一273.15℃,这就是温度有下限而几乎无上限的原因。不只是对气体,超高的压力对固体同样会起作用,在超导研究中超高压和超低温具有异曲同工的妙处。
总之,电子结构的这种构型可以解释我们身边的许多现象,它简洁明了,帮我们找到了观察世界的另一个视角,也让世界的运转变得更加简单。#宇宙的本质#