原子超精细常数的来历(DW23)
2010-04-26 10:33:12
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作者 苟文俭

如《不同物理场为什么不能构成相互作用(DW22)》一文所述,物质世界有三种不同性质场力,它们在物理真空ρ(Q)中通过Q有完全不同的实现方式。

我们知道,在基元V之间转移a,也就是传递了n0个i。从《(DW22)》的论述不难理解,三种不同性质场力完全不同的实现方式,又都是决定于力作用中每一次通过Q相互传递的i有确定取值。

(一)

我们知道,在满足一定的条件下,物理场传递所i、或场力中相互传递的i,它们通过同一个Q时可以累积直至达刭n0个,使a0转移为止。

由于不同性质场力的不同实现方式,又都决定于每一次通过Q相互传递的i有确定取值,再考虑不同i通过同一个Q的可累积,就必然会发生这样的情形:在通过Q实现的场力中,如果甲种性质场力相互传递i的多少、累积正好与乙种性质场力相互传递i的多少相等,那么甲种性质场力也就具有了乙种性质场力的效果。

一种性质场力具有了另一种性质场力的效果,就称是不同场力的效果转换。显然,这种场力效果转换的必要条件,就是有某种场力传递的i通过Q时要发生累积。

由《(DW22)》的论述,在Q正常的理想条件下:每一次电场力通过Q的实现方式,都构成于Q中的一对a0经历kαic动作转移;而每一次核强力通过Q的实现方式,都构成于Q中的一对a0在一个ic动作中转移。而且这两种场力实现时,Q中的a0经转移也都直接转变成了构成粒子运动变化的act

根据场力效果转换的必要条件,我们马上就会有如下这样的认识:

在Q正常的理想条件下,电场力的每一次实现都形成了一次理想的核强力作用效果。

(二)

粒子间场力作用中Q正常的理想条件,也就是发生在两个粒子之间的场力,只由这两个粒子之间相互传递的i来决定,而与这两个粒子之外的i传递无关。显然,定态氢原子中质子与电子之间的电场力就满足该条件。

由此说明:定态氢原子的电场力满足Q正常的理想条件,每一次实现都也都会形成一次理想的核强力作用效果。

物理学中,我们对体系作用的表述,一般都是通过体系的能量变量实现的。显然,对与原子作用体系实际相符的能量函数,也就可以用来表述原子的电场力。

根据作者在《粒子动能与势能的客体化指称(PH26)》一文的陈述:原子作用系统中,动能与势能的相互转换,也就是参与作用的Q中a0与亚原子粒子的act通过转移发生的相互转变。因此,当使用与原子作用体系实际相符的能量变量表述电场力时,也就必然包含了理想的核强力作用效果所产生的影响。

我们知道,力作用强度决定于通过Q一次相互传递i的多少。在理想的电场力中,通过Q一次相互传递是是ne个i,而在理想核强力作用中,通过Q一次相互传递是是n0个i。由此可以确定中:用与原子作用体系实际相符的能量变量表述电场力时,它所包含的理想核强力作用效果的强度,与理想电场力的强度比值就一定与kα相等,是一个由真空固有存在决定的不变自然常数。

(三)

我们知道,量子力学对氢原子中电子受力与运动、以及能量转化的描述与事实相符,是完全有效的。量子力学实现对氢原子中电子受场力描述的能量变量是哈米顿量。即量子力学中氢原子的哈米顿量,原子作用体系实际相符的能量变量。

在量子力学中,氢原子哈米顿量的表述中,确实存在一个表征强作用耦合强度与电场力耦合强度的自然常量,这即是原子超精细结构常数α,理论赋予它取值意义是:若强作用强度的耦合常数取为单位量1时,电场力强度耦合即是自然常数α。

由于量子力学中氢原子的哈米顿量、是与原子作用体系实际相符的能量变量,由上述(二)的分析就不难确定:量子力学中由氢原子的哈米顿量给出的强作用耦合强度,也就是理想核强力作用效果的强度,而表征的电场力耦合强度,也就是理想电场力的强度。如果我们把理想核强力作用效果的强度用“Fl0”表示,把理想电场力作用强度用“Fe0”表示,则就有:Fs0/Fe = 1/α。

根据对原子能量测量中得到的精细结构常数α的取值,我们就可以立即得到kα取值是137.0359895。

原子体系能量是电作用体系能量,但它为什么又有与强作用相关的超精细结构常数呢?在现代物理理论中这是百思不得其解的神奇问题。现在终于真象大白:原来是电子在电场作用中,能量形式转化也都拌随着有电场效果强力的影响。

自然给出了原子能级超精细结构常数的理解,这是IV模型作为现代物理理论表述客体化平台的又一次胜利。

完成于2010-4-26

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