晏成和
科学原创-我的物理发现(4-8)
2023-1-17 12:13
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                           晏成和 

发现四、雷电来自哪里?

4.1雷电形成原理

春夏之季,下雨前或下雨时,天公频发剧烈的雷电。雷霆万钧是人们对闪电、打雷的敬畏和形容,雷电是人们经常见到和听到的最震撼的自然现象,当然会引起人们的探究与思考。

两百年前,物理人只知道摩擦能够产生高压电,于是解释为:是由云层中的水蒸气相互摩擦产生雷电,尽管这种观点成为理论写进了教科书,但是其中细节仍然值得商榷。

因为:物质由液态相变成气体,体积扩大近1000倍,气体分子之间存在着巨大的斥力,常压下,气体分子之间距离是液、固体的10倍,分子与分子表面根本不会接触,也不会发生摩擦、更不可能生电。

惊心动魄的雷电,总是发生在春夏之季,下雨前或下雨时。那么,这个雷电应该与下雨相关、与水蒸气相变成雨相关;与电荷(电子)相关。

我们有必要先来探讨一下水蒸气和水。一个氧和二个氢的原子核相互吸引对方的一个价电子,结合成的两个连环的结构元,形成水分子。(图4.1)

        image.png

       中间红色是氧原子核心,两个绿色是氢核

     黄色是价和电子运转区域       

           图4.1水分子

雷电是天空的云层与地面或云层之间释放巨大的电荷,探讨雷电,我们先要探寻天上的电荷是哪里来的?自然界春夏秋冬不断轮回,云-雨-水-汽-云,总是周而复始的循环,循环是大自然的重要特征。雷电总是迅猛地劈向大地,然而,大地电荷并没有因打雷而越来越多,于是联想:雷电也是来自循环? 

大家知道,我们的大地总是容纳着大量的电荷、是个大电容,在大地电容的内部也存在着同性电荷的相斥。于是大地内的电荷(电子)常常被斥挤到地表。斥挤到地表的电荷由地面的植物、水面传带到大气之中,形成大气中游离电荷。

在干燥天,大气中水汽(水蒸气)较少,衣服、干燥物表面较容易发生静电;而在湿度大(大气中水蒸气多)的时候,静电不易发生。是不是在湿度大的时候,游离电荷-电子钻到了水蒸气里边?这个自然事实是存在的;还可以到水分子的结构中进行细节探讨。

4.2 电子藏身于水蒸气

水在形成水蒸气时,价和电子由鼓形运转进入到球面运转,运行空间加大、线路加长;由于水蒸气价电子少,又是围绕着两个氢和一个氧、三核心进行空间球面运转,对核心的覆盖难以饱满,导致每个水蒸气分子都有吸纳额外电子趋势。(图4.2)同时,斥挤到地表的游离电子喜欢找到归宿,易于受到水蒸气核心的吸引,成了水蒸气价电子的附加组成部分。

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   中间红色是氧原子核心两个绿色是氢核,

   黄色是价和电子球面运转区域 ,蓝色是外来额外电子轨迹

    图4.2 水蒸气示意图   

于是,大气中游离的电子总是被水蒸气吸引、吸纳,形成多对额外的价电子、围绕3核心球面运转的水蒸气分子。这样,水蒸气就成了容纳大气中游离电子的载体,也可以认为水蒸气分子是大气中的微型电容。做科学就应该侦探:雷电之电荷是不是藏身于水蒸气参与了这个循环?

水蒸气在高空遇冷、气体凝结成水汽,藏身于水蒸气的电子没有了容身之地,在水汽周围聚集,形成了云层中的电荷。水汽的聚集成雨而落下,云层中的电荷越聚集电压越高,向低电位的云层或地面放电,形成惊心动魄的雷电。

这个额外电子进入水蒸气是有事实佐证的:干燥天,空气中水蒸气少,电荷没有容身之地,容易形成静电;当空气的湿度大,所含的水蒸气的比例就越大,能容纳的电荷越多;所以,我们的电容器必须要严格密封,就是要防止电荷被空气中的氢气、水蒸气带走。种种自然现象,说明水蒸气是空气中游离电子的载体。

 

4.3水汽分子怎么认识、找到同类

上中学,老师告诉我们水蒸气升上天空,遇到冷空气凝结成云、聚集成雨。但也留下了疑问:我就想,空气中有大量的氮气、氧气,水蒸气不到百分之一,这些水汽分子怎么认识同类、找到同类,相聚、凝结成云、聚合成雨?这个常见现象也就成为自然之谜,也是百年科学难以解读的。

 环境温度降低,天空中水蒸气的价和电子降低速率,运转的线路由橄榄球状到立交(图4.3A-B),中间产生电子运转不能覆盖的破口,运转线路形成鼓状,上下呈现坡口,在破口处,电子鼓形运转的电磁力呈现、外伸,形成相互吸引,于是分子相聚找到同伴、形成分子聚合成云。温度进一步降低云雾聚集成小水珠,落下来形成了雨。

  image.png

                   图4.3  雨的形成A B C

A 水蒸气分子,蓝色表示核外电子线路呈球面包围,对外显现斥力。

B: 价和电子速率降低、价和电子线路由空间球面运转进入到扭曲运转,

球面壳层两端呈现破口、呈鼓形,破口处电磁力显现出来。

C: 电磁力让H2O 分子在茫茫分子之间找到同类,并且相聚成雨。绿色为氮、氧等大气中的分子。

如果不考虑价电子在不同温度条件下的运转形式及电子运转伴生的电磁力,物理学就不可能解读水的蒸发、更不能解释水蒸气如何在天空相聚成云,不能够回答雨的形成。

 

4.4  地滚雷  

 在酷寒之夜,闪烁着电光的球体从天缓缓而降,在房顶、地面滚动,甚至能挤进门窗,这神秘恐怖的地滚雷是自然之谜。

上一节探讨普通雷电,是因为在水蒸气中,氢元素的价电子少,形成了较大的核外空间,使游离的电子有空可钻。除了水蒸气外,自然界还有甲烷(5核心、8电子)、乙(丙、丁)烷气体分子,也符合分子体积大、价和电子数少的特征,也能吸纳大气中游离的电子。(图4.4)

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    A:水分子  B:水蒸气  C:甲烷     D:乙烷     E:丙烷

  图4.4 (图中 棕色:碳核心,绿色:氢质子)

天空中的高寒气流,能使大气中少量的丙烷、丁烷气体骤冷凝结成气液态,之前吸纳在气体中大量的额外电子没有了藏身之地,挤在正在凝结的气体周围,使丙烷、丁烷气体形成了大量电子包围的、具有很高电压的气、液体球团。部分烷气液化,比重加大从天空落下,在房顶、地面滚动,高电压使环绕的电子振动发光,形成了在阴暗的雷雨天闪着亮光的火球,这就是神秘恐怖的地滚雷。

因为地滚雷外围绕着大量高速运转的电子,而电子的运转伴生着强电磁场,在强磁场包裹中、地滚雷在地面不会立即接地消失,而是在屋顶或地面继续滚动。遇到接地良好的地带,电荷可能进入大地而气团消失;或遇到较高温度,液态烷蒸发成烷气,外围的电荷又返回到分子周围,带着多余电荷的烷气升空,地滚雷又消失得无影无踪。

所以是大气中的甲烷、乙烷、丙烷的相变,(各种烷的相变温度不同)制造了神秘的地滚雷。 

发现五、磁场来自哪里?

奥斯特实验证明:电子的运动产生磁场。金属材料结构是由价和电子平面运动的磁场进行结合的,因此能够形成任意比例的合金,并且具有延展性、弹性。二价元素的外磁性是由于尾结构元在外磁场作用下重新排布的结果。我只是重伸磁性来自电子的运动,不是来自电子自旋。

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我的文章认为所有的电子运动都能够产生磁场,金属构成就是由于电磁力的连接,所以有延展性、不同金属可以依靠电磁力构成任意比例的合金。

所有物质、非磁性材料、生物的软组织-只要存在电子的运转,在强力磁场作用下,组织内的价和电子的运转都能调整方位,与外磁场相适应,于是就有了安德烈.盖姆的青蛙和核磁共振的显示。

 发现六、光来自哪里?

光是电磁波。物理学对波的定义:波是振动源与介质一起的振动。光的振动源是电子-伴生着电磁场的电子,当电子振动、电磁脱离电子与介质一起的振动,形成电磁波,导致了物质的发光(辐射电磁波)。热发光是核外电子跃迁振动所产生;高电压和磁场也能够导致游离态电子振动发出冷光,如:极光。

百年以来,学界一直找不到光波的介质,甚至说,电磁波不需要介质。我在研究中发现:光的传播介质是质子辐射的引力场。人类登月只能看到很少的星星,是因为月球上引力场很弱的原因。

声波、水波在传播过程中都能够发生衰减。激光的形成说明光波频率是可以调节的。光波在长时间、长距离的传播过程中,波峰和频率都会衰减,这是一种衰减所形成的红移,不是天体的远离红移,所以不存在宇宙大爆炸。

 

发现七、导电原理

金属材料导电性能好,首先是能够传导电磁波,原因是因为金属的价电子少,外电子层比较空,能够形成通路、导通电磁波,并不是存在什么自由电子导电。电磁波带动少量价电子循环流通、形成电流。

上升到哲学层面,将水流、物流、金融等所有的流通过程进行归纳:一、是因为有水(流动物质);二、是有落差(有推动力);三、必须要有通路;四、要有循环;五、互通有无、趋向平衡。这就是流通的普遍规律、必要条件,所有的流通(物流、金融)概莫能外,尤其是这个通路十分关键!

金属的导电原理也是“流通”,不是因为存在什么自由电子。五个条件是:一是有能够换位移动的价电子;二是有电压(推动力);三是因为金属价电子少,外层空间大,存在电磁波、电压波通路;四是在电压波的推动下、形成回路之后,少数順向运动电子随波逐流、在金属的通路里循环流通、形成电流;五趋向平衡。

任何的交流必须要通。“通则流”的五条件(流通物、推动力、通路、循环、平衡)充分必要。自由电子导电理论错误,是逻辑混淆,把电子说成是导流子、如同把汽车说成是公路。

石墨导电性能好是因为片状石墨层间比较空,能够形成电流通路。

 

发现八、超导原理   超流原理

8.1超导原理

超导是近代物理的热门课题,曾经走红的库柏对理论(唯象理论)和对临界温度预测、已经被实验事实突破所否定。我《物理新视点》提出来的超导原理是:在很低的温度下,物体的核外电子速率降低,达到临界温度,价电子运转速率越来越低。核心习惯于高温下的核外电子快速运转,价和电子的运转缓慢,造成了原子暂时缺失价电子的现象。核心就挪用相邻核心的价电子,相邻核心又挪用,所有的核心都向某一方向近邻挪用,于是形成外层电子公用。这种核外层电子公用的状态就是物质的超导态,核外层电子处于公用的状态的物体就是超导体。

 核心把公用的电子流当成自己所需求的核外电子,用核心的库仑力(原子核吸引核外电子并且使电子绕核运转的力)去输运它,让其在自己身边流过。这样,公用的电子虽然没有绕核运转,但每一瞬时从核心身边流经的电子较多,部分地满足核心对电子的需求。共享的价电子直接参入导电,不仅没有电阻,而且还获得了原子实赋予的输运力。

一、我之前有文章论述:原子之间价电子的价和运转是构成物质结构、形成固体强度的主力。然而在超导时,承担材料结合的主力-价电子被挪用,结构的主力不在位。那么预测:超导时材料的强度会很低。这一预测文字发表后,没有资料查找超导材料的强度。后来,有机会被中国科技大学的相关实验人员证实。

二、我在论述提出超导是极低温度下,材料的价电子被相邻原子挪用、共享,这是因为核心在价电子速率慢、不到位情况下发生挪用。由此我提出预测:提前让材料缺少电子(携带高的正电荷),能够让挪用电子的时机提前、超导提前,即能够提高超导发生的温度。

16年后,在《环球科学》上看到,日本、英国、美国的科学家在超导材料中“掺杂”,就是增加正电荷,提高了临界温度。他们的实验证实了我的预测。 

8.2 超流原理

超流动性,就是超流。在平常,我们习惯了水往下流。超流却是液体向上流,超流是极低温下物质表现出的有趣现象。确实是自然之谜。 

【实验】随着制备低温技术的提高,所能达到的低温接近0 K。在2.19K时,液氦奇特、超常理的现象发生:液态氦沿着容器的壁向上爬,爬出瓶口向外流;在液氦中插一支很细的玻璃管,液氦立即沿着玻璃管向上喷出,形成液氦喷泉。人们把液氦这种异常的流动现象叫做超流。

超流是怎样形成的?温度在5K以下,所有的物体都是固态,为什么只有氦是液态?这也是当代科学界无人能回答的问题。 

有的说在极低的温度之下,形成了引力屏蔽,可是刚向上喷出的液氦立即就落了下来。有的说,在极低的温度之下,液氦的粘滞力降低(这是实验事实),使得原子之间产生斥力,推着液氦向上爬。可是液氦的粘滞力再低,也仍是存在内聚力的液体,如果原子之间产生斥力,那就会形成氦气,可向上爬着的液氦,仍然是液体。 

  超流虽然神秘,必须紧扣超流最关键的条件是低温,那么我们就关注低温。在此,有必要回顾之前文章关于温度的重要结论:温度高——核外电子速率高;温度低——核外电子速率降低。 依据核外电子运转速率随温度变化的重要规律、依据温度-核外电子运转速率-物质特性之间的关系,来解答超流原理。

氦是惰性元素,常温下,两个价电子绕着一个氦核呈球状包围,高速旋转,形成稳定的单原子气体。在极低的温度下,核外电子转速降低,线路也由原来的球状包围降低为立交运转,电子运转的价磁力显现出来,使原子相互吸引靠近,形成了液氦。

进一步降低温度,氦的两个价电子的运转速率继续降低,原子仅有两个电子,对称在一个平面运转,如同原子核心的一条腰带,核心两头的大部分表面得不到电子的覆盖,不能满足核心对电子的需求。而盛装液氦的容器(玻璃或金属罐)物质的原子的核外电子数较多。于是,渴求电子覆盖的氦原子就爬附到容器壁上,让得不到电子的覆盖的表面去靠近那里的运转着的电子,以满足核心各面对电子的需求。

而容器材料的核外电子都是有固定的归属的,氦核得不到容器的核外电子,自身的电子又少又慢,于是氦原子只有往容器壁上贴,拥挤着沿着容器壁向上靠,下面挤满了就向上爬附,于是就形成了液氦沿着容器壁向上爬,爬出瓶口向外流,形成了所谓的超流。

在液氦瓶中插一支很细的玻璃管,许多氦原子都立即往玻璃管壁向上靠去,液氦都沿玻璃管向上挤,向上运动的惯性,形成液氦喷泉。

可见超流的形成,不是什么特殊相变,也不是“引力屏蔽”。超流是液氦的核外电子随温度规律运动的又一例证。超流并不是物质不受阻碍地自由移动,而是发端于核心本性,在本性驱使下靠近电子场——目的性很强的运动。

超流和超导一样,是低温条件下物质核心对核外电子需求的天然表现:超导发生在固体,核心的位置固定,只能让价电子共享;超流时液氦核的粘滞性小、核外电子又少,原子只能自己去攀附容器表面去感受物体的外电子。由此找到了超流、超导的共同原因,逻辑一致,两者形成的原理互洽。 




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