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关于原子核温度的推算

投稿时间:2014-03-14 08:29 投稿人:韩永全 【字号: 访问量:

众所周知,原子核集聚着巨大的能量。原子核为为什么会蕴含巨大的能量呢?原因之一就是原子核的温度很高。

一、关于原子核温度的猜想

我们知道,原子的质量主要集中在原子核上,所以物质的质量主要体现在组成物质的基本粒子之一原子核的质量。也就是说,现在测出物质的质量是以原子核的温度为基准测量的,探索原子核的温度意义重大。所以我认为,物体的质量具有相对性,不仅和速度相关而且和温度也相关。那么原子核的温度又是多少呢?理论推测。原子核的温度应该和中子星表层的温度相当,中子星表面的温度大约是1000万度,除去外界的影响表层的温度约是108k,这个温度应该是现在测量质量的基准温度。如果这样的猜测是正确的,那么质量随温度变化的规律是:m=m0(1+△t/108)其中,m0是某一温度下物体的质量,m是在某一温度变化后的质量,△t是温度的变化量。

二、电子的比热容推算

一般情况下,原子核的温度不会影响物质本身的温度,核外电子的温度也不会影响原子核的温度。核外电子是宏观物质温度变化的根本原因,价电子是热能变化的主要原因,即价电子的运动状态。所以,热传递温度的变化是价电子温度的变化,原子核是不受影响的。水分子的价电子是共4个,水的比热容是4.2×103,电子的质量是0.91×10-31,阿伏加德罗常数是6.02×1023。假设有18克水(1摩),温度升高1度,则电子的比热容C=(18×10-3×4.2×103×1)/(6.02×1023×4×0.91×10-31×1)=3.45×108 ,也就是说:物质温度每升高一度,和它的价电子有关(绕原子的最外层电子)。

三、关于原子核温度的理论推算

原子弹爆炸时,能量是以电磁波的形式释放的。即组成原子核绕转的粒子对转化为电磁波,以电磁波的方式辐射到外部空间,详细请参看本栏目发布的《量子力学波包新解》及相关讨论。假设一个电磁波的粒子(辐射到外部空间的绕转的电子对)的质量为m,假设在原子弹爆炸时有1摩的电磁波粒子飞出,飞出后电磁波粒子的温度是零摄氏度,并且能量全部转化为热能。根据能量守定律有,6.02×1023×m×(3×1082=3.45×108×6.02×1023×m×t,解得:t=2.6×108 ℃,和我在文章开始推测的原子核的温度符合很好。

注:我的这一该推算结论被美国物理学会2010年会议录用,希望本栏目予以公布,网友交流,求得真知。原文链接地址:http://meetings.aps.org/Meeting/NWS10/Session/D1.30 ,录用截图如下: