针对物理学几个热点问题的探讨

针对物理学几个热点问题的探讨

谢瑞丹

谢瑞丹（哈尔滨学院理学院应用物理专业10级，黑龙江哈尔滨150000）

摘要：物理学是当前社会发展中的基础，是各个生产制造领域都不可不免的学科。可以说物理学是当前各个生产领域在生产和开发中都必须要面对的一个问题。从简单的自然规律出发，物理学是宇宙起源的研究过程，是对各个力量进行分析和研究的前提基础。在物理学的研究过程中合理的解释了时间的不可逆性、电磁力的产生、太阳系的起源、原子结构、原子核放射性规律、重核元素结构等。其中有许多的新观点和新思维，对拓宽视野，推进物理学的发展很有好处。

关键词：万有引力；宇宙；原子结构；太阳系的起源

1万有引力

万有引力是牛顿一生之中的主要成就，万有引力的提出为当前各个学科的发展和生产领域的进步打下了基础。万有引力可以说是当前各种力量研究过程中的主要基础之一，是摩擦力，重力和空气阻力研究过程中的前提，其主要的特点是简单易懂，涵盖面广。牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。牛顿认为万有引力是所有物质的基本特征，这成为大部分物理科学的理论基石。

2宇宙膨胀（或收缩）过程中的时间和时间矢

宇宙膨胀是当前研究的主要学科，是物理学科中的重点，是通过对宇宙起源和宇宙中各个星球的研究与探索的过程中提出的一个假象概念。对于一个假想的处于宇宙外的观察者看来，在宇宙运动过程中，时间的流失也是不均匀的，在引力或斥力较大的空间，时间过得较快，反之亦然。对处于宇宙中的假想观察者，其自然生理周期也将随引力或斥力的大小而发生变化，当其生理周期发生了变化时，用来测量时间的时钟的运行速度也将发生同样的变化，所以，对观察者来说，他并不能发现其生理周期发生了变化。对宇宙外的观察者来说，这种变化是十分明显的。当宇宙膨胀到极限，宇宙的引力势也积蓄到极限，这时，在引力势的作用下宇宙开始收缩，核外的抗放射性背压开始增加，随着抗放射背压的增加，部分较小的核开始具有结合性，慢慢地，随着宇宙的进一步收缩，核子的不断收缩，宇宙中的核子数会逐渐减少，核子的单个体积增大，最后形成一个巨大的原子核。这时宇宙的所有动能全都转换为宇宙势能，宇宙的斥力势能达到最大，一个新的宇宙大爆炸的条件又已具备，并又进入新的一轮宇宙膨。

3原子核的放射性与宇宙的周期性运动

原子核是当前物理学中的主要成就之一，是通过对各种物质组成部分的探讨与研究得出的结论，其自身特点中的放射性也可以由宇宙的周期性运动得到圆满的解释。随着时间的推移，放射性逐渐减弱，能继续分裂的核越来越少，当宇宙膨胀到最大时，仍有极少数核具有放射性。这就是为什么现在宇宙中仍有数量可观的核具有放射性的原因。

4合成超大原子核的可能性

我们现在正生活在一个膨胀的宇宙中，总的趋势是，核的裂变占优势，聚变处于次要地位。要想合成大于元素周期表中的核子，在现今实验室就能做到，但是其寿命很短。如果能制造出一个高的抗放射背景压力的容器或环境，我们就可以将实验室制造出来的重核储存起来。但合成大的核子必须消耗相当多的能量，这个能力大于或等于在合成该核的环境下其自然裂变所释放出的能量，因为这个过程正好是核裂变的逆过程，核裂变后放出多少能量，则核结合时必须付给它相对应的能量。

对于核的放射性，正是一个由高的抗裂变背景压力环境过度到低的抗裂变背景压力环境的演变。因为，在原子核这个环境中，核的密度比核外物质的密度要高出许多倍。这是一个在一定温度的情况下，物质由高密度(即高抗核裂变背景压力环境)向低密度(低抗裂变背景压力环境)的节流裂变过程。

5制造储存放射性元素容器的设想

自然界中的各种物质都是有原子与分子组成，然而原子与分子制作间又存在着多种元素物质，这些元素物质拥有者本身的属性。自然界中的抗放射性背景压力的高低是与宇宙运动(膨胀或收缩)的不同时期、不同区域密切相关的。宇宙爆炸的初期，抗裂变背景压力极高，只有极大的核才具有放射性。随着宇宙的进一步膨胀，宇宙中的物质的平均密度与温度也进一步降低，斥力逐渐减小，抗裂变背景压力也会随之减小。当达到宇宙平衡位置时。斥力降到零，引力开始由零慢慢增加。

6低温超导现象和原子的特性

在低温条件下，物质的抗裂变背景压力下降了，核子中的中子会克服外界的较低的背景压力衰变成质子和低能电子，并发出一定的热能。衰变出来的电子在低温约束时成为物质的自由电子。由于原子核外自由电子数的增加，原子半径也随之增大，从而增加了物质的导电能力。当物质温度恢复正常时，抗裂变背景压力也就增加了，这时低温条件下产生的自由电子在高的抗裂变背景压力的作用下回到原子核内与质子结合变成中子。

7电子和电磁力的产生

宇宙大爆炸开始前的一瞬间，整个宇宙为一个大的原子，核外没有电子，核内也没有质子，全由中子组成，宇宙的温度极其极其高。随着原子核的不断裂变演化，原子核越来越小，在其初期温度仍极其高，原子核仍处于剧烈的裂变过程中，核外仍然没有电子存在，整个原子核呈电中性；当温度降到一定程度时，原子核的纯中子的分裂减少，于是中子就开始分裂成质子和电子，诞生了电子和质子，同时也出现了电磁相互作用。

8恒星内部的大核裂变和外表的氢核聚变

现今宇宙中的恒星，均是宇宙大爆炸时遗留下来的大的正在裂变的碎片，是未能充分裂变的较大的原子核的集合体，其中正在发生作核的裂变和聚变，既有大质量的核子也有小质量的核子，大的原子核可能有几万公斤，甚至更大，小的核子就是氢核了。大质量的核聚集在恒星的中心区域，人类无法探测到大核的存在，因为大核裂变时产生的大量极小的碎片（如氢、氦等）浮在恒星的外部，包裹在大核的表面，在重力和浮力作用下，从恒星中心到表面，形成了由重到轻的核子梯级分布。对大质量的核子的裂变是一种链式裂变，其蕴含的能量比仅一分为二时大得多。

9原子核的结构与原子核周期表

一般认为，原子由原子核和核外电子组成，原子核是由质子和中子组成的，中子和质子的组成比必须在一定的范围内才能保持核子的相对稳定，才不具有放射性。

如果认为原子是由质子和核外电子组成，核内不存在中子，核内的中子由质子和核内电子组成。则核内质子数即为核子数，核内电子数即为中子数。核内的所有电子不属于某些核子独有，核内电子好象核外电子一样围绕着所有质子运动，核内的电子属于每一个核子，就好象核外的电子属于整个原子核一样。

因为核子都是质子，都带正电，核内电子带负电，核内电子在电磁力作用下绕核子作环绕运动。由于核内电子更接近核子，所受到的电磁作用力更强烈，这就是为什么核外电子容易电离而核内电子难以电离、离核远的电子容易电离而离核近的电子难以电离的原因。