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电子结构：电子是一个小云团
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虽然我们每天摸到看到的都是电子，但人们还不知道电子的结构，高能电子碰撞也没发现电子结构。目前多数人认为电子是一个点粒子，但用点粒子模型计算的光与电子作用截面太小，点粒子模型与许多实验有矛盾。1990-1993年我猜想电子是一个小云团，其物质密度分布是：
，k是系数，r是到电子中心的距离，
是离电子较远处的物质密度。投到某名杂志被拒，只有自己用实验来证明。
要想测电子结构只能用比电子小的粒子，从光电效应和电子的多光子吸收实验，能得出光子小于电子的判断。在激光束的中心处的光子是均匀的平行传播的，均匀的光子经过电子附近的非线性物质后，光子的分布会改变，这个改变能反映出电子附近物质的分布，对比实验数据与数学推导的结果就能判断该猜想是否为真，这就是这个工作的关键想法。
我们无法抓住一个电子来测量，金属的电子密度高，非常薄的金泊(0.1微米)相当于一维电子，较厚的金属片(1mm)相当于二维电子，
=
一维电子：
(1)
二维电子：
(2)
对光起主要作用的是表面一层电子，这里的r是光路到表层电子中心的距离。将金箔和金属片制成半平面(直边)试样，测试样阴影区的光子分布(光照度分布)。
平行传播的光子在真空中保持平行，在界面附近将偏离直线，偏离直线的光子数n与该处的物质密度梯度成正比：
实验测量的是剩余光子数N=k/n
x是屏幕上测量点到中间零点的距离，有x=k/r变换。
屏幕上的光照度I与剩余光子数N成正比：
一维电子(金箔)：
(3)
二维电子(金属片)：
(4)
实测数据证明(3)、(4)式是正确的。
测量穿过厚单缝的光照度也证明(4)式正确，这里x要做变换，x=k/d，d为单缝宽度,
。
知道电子密度分布后来解释这三个实验结果容易理解，从这三个实验结果却难得到电子密度分布公式，是数学帮助我们理解这个过程。在上述实验完成半年后，才想到气体中的电子也能散射光子，气体中的电子相距较远，对光路有作用的只有附近几个电子，也可能是一个电子的作用，于是测了激光的空气散射光子分布，在屏幕上光斑的边缘处测得光照度曲线：
(5)
这就是空气分子的电子作用后剩余光子的分布曲线。
电子中心附近的物质我称为T物质,http://bbs.sciencenet.cn/blog-531273-698221.html
从理论上讲那些能囚禁单个电子的实验室，能直接做单电子的光子散射实验来测电子的物质密度分布，但难度非常大，希望这块砖能引出那块玉！
电子自旋一直困扰人们，电子磁矩通过电磁作用能测出来，从经典电子半径(fm)计算出该磁矩则要求电子超光速，这显然违反相对论。本文的电子云团模型中电子半径能在埃量级，这就消除了前面的矛盾，电子磁矩和轨道磁矩在一个数量级，电子自旋是电子作曲线运动的相对论效应。
在http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/9/282679.shtm 的图2中能看到的正是电子的T物质，T物质密度越高的地方越白。
http://blog.sciencenet.cn/blog-531273-715005.html
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要想测电子结构只能用比电子小的粒子，从光电效应和电子的多光子吸收实验，能得出光子小于电子的判断。在激光束的中心处的光子是均匀的平行传播的，均匀的光子经过电子附近的非线性物质后，光子的分布会改变，这个改变能反映出电子附近物质的分布，对比实验数据与数学推导的结果就能判断该猜想是否为真，这就是这个工作的关键想法。
我们无法抓住一个电子来测量，金属的电子密度高，非常薄的金泊(0.1微米)相当于一维电子，较厚的金属片(1mm)相当于二维电子，
一维电子：
二维电子：
对光起主要作用的是表面一层电子，这里的r是光路到表层电子中心的距离。将金箔和金属片制成半平面(直边)试样，测试样阴影区的光子分布(光照度分布)。
平行传播的光子在真空中保持平行，在界面附近将偏离直线，偏离直线的光子数n与该处的物质密度梯度成正比：
实验测量的是剩余光子数N=k/n
x是屏幕上测量点到中间零点的距离，有x=k/r变换。
屏幕上的光照度I与剩余光子数N成正比：
一维电子(金箔)：
二维电子(金属片)：
实测数据证明(3)、(4)式是正确的。
测量穿过厚单缝的光照度也证明(4)式正确，这里x要做变换，x=k/d，d为单缝宽度,
知道电子密度分布后来解释这三个实验结果容易理解，从这三个实验结果却难得到电子密度分布公式，是数学帮助我们理解这个过程。在上述实验完成半年后，才想到气体中的电子也能散射光子，气体中的电子相距较远，对光路有作用的只有附近几个电子，也可能是一个电子的作用，于是测了激光的空气散射光子分布，在屏幕上光斑的边缘处测得光照度曲线：
这就是空气分子的电子作用后剩余光子的分布曲线。
电子中心附近的物质我称为T物质,http://bbs.sciencenet.cn/blog-531273-698221.html
从理论上讲那些能囚禁单个电子的实验室，能直接做单电子的光子散射实验来测电子的物质密度分布，但难度非常大，希望这块砖能引出那块玉！
电子自旋一直困扰人们，电子磁矩通过电磁作用能测出来，从经典电子半径(fm)计算出该磁矩则要求电子超光速，这显然违反相对论。本文的电子云团模型中电子半径能在埃量级，这就消除了前面的矛盾，电子磁矩和轨道磁矩在一个数量级，电子自旋是电子作曲线运动的相对论效应。
在http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/9/282679.shtm 的图2中能看到的正是电子的T物质，T物质密度越高的地方越白。
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- [37]tlw2013
- 关于电子：我的理论 是 数字18
电子中微子：16
上下夸克：17,19
具体 参考：http://ishare.iask.sina.com.cn/f/8043993.html
- [36]田云川
- 不理解人们会相信电子是无限小的点粒子，大家想一想：是不是实验证明电子有限小的可能性大，无限小的电子既不能证实也不能证伪，假设电子是小球又与相对论质量速度实验结果相矛盾，所以将来实验证实的只能是：电子是小云团。还要多少年才有人懂？
- [35]许恒毅
- 民科
- 博主回复(2013-12-13 21:06)：比只会背书本的人强。谢谢！
- [34]Zjinney
- 牛
- [33]田云川
- 刘老师评论"：都是负电荷，如何成团? 您那个电子模型是不稳定的。
1900前以前，有各种类似的思想出现，还出现过Poincare力来维持同种电荷间的平衡。后来量子场论出现了，抛弃了这个理论。
您这个理论不是新颖，而是陈腐。"
我在此回复：T物质本身不带电荷，成团无障碍，通过什么力成团尚末知，电荷是什么人们还不知道。1900年前到现在没有人认为电子物质密度分布是：p=p'+k/(rrr) ，所以该观点是新的，虽然有二十多年了还不算'陈'，有几个实验支持的猜想不会'腐'。腐的东西至少还是物质，比虚的东西好，现在虚的东西横行。谢谢批评！
- [32]宋旭锋
- 我是学化学的，打酱油，但觉得很有趣，赞田老师猜想，同时支持多方实证
- 博主回复(2013-10-30 19:33)：谢谢！
- [31]王国强
- 田老师的观点正是量子场论的观点呀。 量子场论的真空极化观点认为，电子并非一个经典的点粒子，而是被无数虚电子对和光子包围的一团粒子云，即所谓的裸电荷和物理电荷之间差异的原因。
精细结构常数α在极高能量的粒子对撞的情况下会发生改变，原因就可能在于电荷值发生了改变－－－ 光速和普朗克常数发生改变的可能性不大，^_^。。 - 博主回复(2013-10-26 09:51)：量子场论爱用虚粒子，我认为不科学太维心，我讲的电子附近的T物质是可测的实物，那里的光速较低(不是不变)，有几个实验证明，我二十多年的工作就是这个。谢谢！
- [30]gxt
- 关于T物质，我有类似的看法。知其然，我更知其所以然，不认同T物质。
- [29]jzhang129
- 电子干涉哪里与因果律矛盾了，别拿大帽子吓人好不好，具体问题在哪里说来听听。
- [28]jzhang129
- 单电子的那个问题很简单啊，在发射源和双缝间放一个小孔，小孔的开关很长时间才开启一次，每次只开启很短很短的时间。至于是不是只有一个电子通过，看底片就是了，电子通过双缝后打在照相底片上会出现一个亮点，增加了几个亮点不会数吗？
- [27]鲍海飞
- 那么与上中下夸克之间的结构关系又是什么呢？
- 博主回复(2013-9-29 20:31)：夸克是组成重子和介子的单元，我不懂，电子中心是什么粒子我也不明白，现在只知道电子附近物质密度分布。谢谢老师提问！
- [26]jzhang129
- 你说电子是个小云团，那么请问你公式中的k是多大？即这个云团扩展的有多开？纳米级别？费米级别？还是更小？
- 博主回复(2013-9-28 22:17)：电子云团扩展范围在常温固体中可达埃量级，在高激发态原子中更大。谢谢！
- [25]jzhang129
- 如果电子是一个实在的粒子，即特定的时刻t有个确定的位置x，即电子有轨迹x(t)，那么请问你怎么解释单个电子的双缝干涉实验？
- 博主回复(2013-9-28 22:30)：所谓单电子干涉实验，并不能确定整个干涉过程中都是单电子发射，有什么机理(或技术)保证电子源只发一个电子？电子源是一个面发射源(无人能做出点发射源)，用时间平均来估计是骗自己，单电子干涉与因果律相矛盾，我信因果律。谢谢！
- [24]jzhang129
- 你这个实验http://bbs.sciencenet.cn/blog-531273-698221.html，我没看到对各种参数数量级的估计，比如k多大？考虑仪器精度R需要多大才有可测量效应？你这些工作不做怎么可能开始设计实验？并且，计算做出来c/v不为1，仍然可能在目前框架下找到答案。这就是为什么你的理论没人理睬的结果，并不是主流物理学家傲慢什么的原因。想真正有所突破，你必须找到现有理论不能解释的现象，并且提出自己的“定量”模型，而且这模型还必须适用于更广的范围，可解释更多的实验现象。这才是正路，否则可惜了你花费的那么多精力，真的很可惜。更简单一点的办法， 如果你想让自己的理论被认同，先别说那些没有的实验，首先把现有的实验数据定量解释清楚再说。比如最基本的电子或光子的双缝干涉、原子光谱、光电效应这些东西，你如果有个不同于主流的、定量的理论说明这些东西，那么我相信一定会被人承认的。
- 博主回复(2013-9-29 06:52)：光子干涉见：http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=531273&do=blog&id=713935。谢谢！
- 博主回复(2013-9-28 22:01)：博文中讲了R=1微米就能测到明显的结果，光速测量精度万分之一就行。谢谢！
- [23]jzhang129
- 再啰嗦啰嗦，你不能认为你的实验反映了“电子内部”的物质分布。如果是这样，你的电子必然有个中心，如果我没错的话， 继续的推论是在一个时间 t 此中心必然有个位置x。如果这样，那么你的电子就成为一个实在的东西，或者说经典的粒子。如果这样的话，这和目前对EPR等类似实验的解读矛盾。吐槽一下，我很佩服你的精神，这种精神恰恰是我们所谓“搞科研”的人缺乏的。但是我觉得您是不是先去仔细研究一下其它人的工作。
- 博主回复(2013-9-28 07:52)：电子是一个实在的粒子，不是虚的，电子带着的物质叫T物质，有一个实验可验证：http://bbs.sciencenet.cn/blog-531273-698221.html。如果这个实验有确定结果时你会改变观点吗？这个实验有百之九十的可能能成。那时主流会说：......、量子电动力学中的电子自能、真空极化等数学修正方法是有物理基础的，是对物理本质的正确描述。现在是猜出来的！谢谢！
- [22]jzhang129
- 随便说说。窃以为，你按照类似探测原子核半径的方法，比如用光子去轰击电子，然后通过公式拟合，从而去唯像的给出电子的一个作用半径，这是可以的，而且也能解释某些实验。这也是物理学里面常见的方法。但是这样的前提是你必须意识到自己的方法的局限性，只限于唯像的描述一些特定的实验，如此而已。从物理学史的角度，如果你这个工作放到100年前，那是非常牛逼的，因为那时候人们还不知道电子是怎么回事，所以可以随便说。但是现在不行了。现在起码主流认为（虽然主流未必总是正确），电子（包括其它微观粒子）都是非定域的，或者简单说不测量前用波的图像更合适一些，或者说没有一个固定的轨迹x(t)，其中x是位置，t是时间。说电子是云并不是说“电子有个中心，围绕中心有电荷分布，且中心随时间t有个x在变化，x的分布为一个云”，不是这样的。而应该理解为电子“本身”就是个云。窃以为，你对量子力学的基本概念有偏差。上述是主流物理学的看法，从终极意义看肯定不完全对，但到目前为止经受了最严苛的考验。欢迎讨论。
- 博主回复(2013-9-28 07:28)：化学中讲的电子云是指原子中电子可能存在的范围。我这里讲的电子是小云团结构是说电子不是一个有整齐边界的粒子，是有限非定域的物质集团，是有中心的，并且电子有最小特征半径，如此的电子才能服从相对论的质量速度公式。主流用波描述电子正是因为不了解电子的本质。谢谢讨论。
- [21]鲍海飞
- 很好的想法，但是否与薛定谔方程的解进行比较了吗？
- 博主回复(2013-9-28 07:33)：不好意思，放错了。谢谢！
- 博主回复(2013-9-28 07:26)：化学中讲的电子云是指原子中电子可能存在的范围。我这里讲的电子是小云团结构是说电子不是一个有整齐边界的粒子，是有限非定域的物质集团，是有中心的，并且电子有最小特征半径，如此的电子才能服从相对论的质量速度公式。主流用波描述电子正是因为不了解电子的本质。谢谢讨论。
- 博主回复(2013-9-28 07:01)：与薜定谔方程的解不矛盾，谢谢鲍老师提示！
- [20]祝勇
- 田老师 你这方面有没有利用密度泛函理论去研究过。密度泛函是研究多个原子，将之考虑为电子云能量的泛函。我不知道密度泛函是否适用于单个电子的结构，不过貌似这个思想很有趣。可是需要更多的更严密的理论和实验验证。
Good luck - 博主回复(2013-9-17 06:42)：你说得对，还有许多工作需要做，希望有兴趣的人继续做。谢谢！
- [19]jzhang129
- 好吧，先不说电子云的东西。你的模型里面光子和电子如何相互作用？具体理论模型是什么？你有没有定量的结果？上面博文我没有看到一个具体数值。再具体一点，你提到空气对光子的散射实验，那个光强度分布中如何扣除光的衍射效应？你control实验如何做的？比如用真空做一遍相同的实验，是不是就没有上述效应？改变空气中分子的密度，得到的结果是否和你的额模型一致？你能否把做的实验的定量分析贴出来？
- 博主回复(2013-9-12 17:34)：在这里光子作为探针去感知电子的物质密度分布，初始光子均匀分布，未态是非均匀分布，由此推测中间障碍物的密度分布，这类似于逆傅氏变换。电子与光子具体怎样作用不是本文讨论的内容。实验数据请看<光子衍射与T物质>，我的数据再准确也不重要，关键是别人的数据特别是其它类型的实验也有这样的结论才有意义，你当它是一个猜想而己，你的问题很好，谢谢讨论！
- [18]jzhang129
- 哎，高中化学就讲到电子云了。博主难道没学过？
科普一下，量子力学对电子能级计算得出的光谱，和实验的符合程度足以打死其它理论。建议博主找本量子力学来看看再说。不要在这里浪费时间了。 - 博主回复(2013-9-7 22:03)：你讲的电子云与这里讲的电子的小云团结构是两个概念，请分清，谢谢！
- 博主回复(2013-9-7 17:27)：这里讲的是实验，要否定实验只有更精确或更新的实验。本文与光谱实验并不矛盾。谢谢！
- [17]杨正瓴
-
- [16]田云川
- 这个猜想简单明确，如果有别人的实验，特别是其它类型的实验能证实，这个猜想才有意义。如果不能被别人的实验证实，这个猜想就是毫无意义的废话。
- [15]陈钊
- 田老师：向您求教，关于您提到的：“用点粒子模型计算的光与电子作用截面太小，点粒子模型与许多实验有矛盾”，希望给出具体的不符合实验的电子的点粒子模型算例，比如自由电子对光子的散射，究竟有何矛盾。
- 博主回复(2013-8-18 16:13)：10mm厚的氢气就能测出其折射率n>1，如果按电子半径<0.1fm计算10mm厚氢气的碰撞截面，许多光子将碰不到电子直接从真空中穿过，其折射率应为1，这与实验相矛盾。谢谢。
- [14]陈钊
- 田老师：第三点，从电磁理论上来说，假设如您所说，电子结构像个小云团，因此质量按照您的公式分布，那么，凭什么认为电子的电荷又只能集中在中心，而不是像质量那样，也呈弥散状分散开来的，即使绝大多数电荷由于距离立方律集中在中心附近，但远处多多少少也有那么一点，这将立即造成一个问题：由于普通电子带同种负电荷，它们将彼此相斥，为了维持电子结构的完整，或者要引入一种新力，或者您必须证明，万有引力恰到好处的跟静电斥力平衡了，维持了电子结构的稳定。但是在后者的情况下，一旦将电子置于外加的匀强电场中，外加电场力的立刻就足以破坏其脆弱的平衡了。因此，恐怕还是难以自圆其说。
- 博主回复(2013-8-18 15:57)：凭什么不可以认为电子电荷在中心？在不知道电荷是什么的情况下讨论该问题还太早。后面的推测没有意义。谢谢！
- [13]陈钊
- 田老师：第二点，对于电子应该适用于量子力学，而按照不确定性原理，ΔpΔq≧h/2π，您做实验的电子都是束缚在原子核周围的电子，动量有一定的范围，不可能无穷大（否则就从原子核周围逃逸了），因而电子的中心准确位置是不可能获得的，既然电子的中心准确位置不可能获取，您的离电子中心的距离r 是无法求取的，所以您后续的数学推演缺乏物理意义。
- 博主回复(2013-8-18 15:43)：按你的观点，原子半径、共价半径也不可能获取。
- [12]陈钊
- 田老师： 公式rou=rou0+k/r^3 存在严重的问题：首先从经典意义上来说，rou0是离电子很远处的物质密度，它应该是一个大于零的常数，在物理上“很远”可以理解为任意远。由于质量等于密度乘以体积，又从数学上可以证明，无论多小的一个正数与无穷大相乘后等于无穷大。经典物理认为空间是可以无限延伸的，因此，经典物理框架下按照您的公式将认为电子的质量等于无穷大。如果认为电子的质量必须取有限的一个值（如密立根实验所测定的那样），那么空间就得是一个有限的空间，如大爆炸理论认为的那样，但是根据大爆炸理论，宇宙空间在膨胀，因此几十亿年前的空间体积和今天的不同，那么为什么我们看到自于几十亿光年外前的星系，因此也属于几十亿年前发出的光，其中电子的质量按照您的理论应该是偏小的，其光谱中竟然含有已知元素的谱线！无论如何，您得给出说明。在我看来，由于这个公式导致物理规律那么繁琐而不简洁，我认为可以初步认定它是错误的。
- 博主回复(2013-8-18 15:31)：电子半径很小，你的推论不成立。谢谢
- [11]dawnlight
- 打错了，是电子结构和电子分布
- 博主回复(2013-8-17 20:37)：电子结构指一个电子的物质密度分布，电子分布指考察点(或光路)附近有多少个电子及分布。我们看到的各种物质不同色彩不同质感，这些都是不同排列的二维电子(曲面)的效果。谢谢！
- [10]dawnlight
- 博主回复(2013-8-17 16:54)：电子结构及电子分布决定介质中的光、电、磁性能。谢谢！
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请问博主，电子结构和电子结构如何区分？我认为二者可以统一。
- [9]dawnlight
- 物质结构决定电子结构，电子结构决定光、电、磁学等性质
- 博主回复(2013-8-17 16:54)：电子结构及电子分布决定介质中的光、电、磁性能。谢谢！
- [8]曾跃勤
- 不太懂，但坚决支持研究自己感兴趣的课题！
- 博主回复(2013-8-17 08:52)：谢谢！
- [7]赵瑞芝
- 不懂你的东东，看起来很高深，支持你的探索
- 博主回复(2013-8-17 08:51)：谢谢！
- [6]何超
- 怎么解释激光穿过非中心对称电子云体系时的倍频效应呢
- 博主回复(2013-8-16 18:56)：倍频过程既不能在真空中也不能在核上产生，剩下的只有电子，如果电子是点粒子(小于0.1费米)，算出的倍频作用截面远小于实验值。有的人用电场作用来解释，这与真空中电场磁场对光的作用极小相矛盾。认为电子是小云团是最合理的，在这个小云团中两光子被吸收然后又被辐射为一个光子，倍频晶体的特殊结构迫使光子在电子中产生该过程，否则就产生一般的散射过程。谢谢！
- [5]赵豪飞
- 按博主的电子物质密度分布公式，电子中心处物质密度极大，这不就成了奇点了吗？太过不可思议了。
关于从光电效应推测电子比光子大，个人觉得说服力不强，电子在核外轨道运动，吸收光子后跃迁至高能轨道，此过程可类比于通过外力将飞行器从近地轨道推至远地轨道，飞行器可以很小，出力的火箭很大，你能说飞行器“吸收”了火箭，从而飞行器比火箭大吗？
个人对电子的认识是局限在一定范围的夸克或者“波”。博主的单电子散射的想法倒是挺有意思的，有条件的话倒是很可疑试试，其成本应该比高能粒子对撞机小的多吧 - 博主回复(2013-8-16 06:26)：有实验证明电子能多光子吸收(同时)，认为光子的振幅(或作用截面)小于电子是合理的。奇点有办法消除。谢谢！
- [4]tjlrx
- 支持博主一下,勇于啃硬骨头的科学工作者才是好样的.
- 博主回复(2013-8-12 18:07)：谢谢支持！
- 博主回复(2013-8-12 18:07)：谢谢支持！
- [3]杨远俊
- 挺好的！！
- 博主回复(2013-8-12 10:23)：谢谢！
- [2]董焱章
- "光子小于电子的判断"这个有待商榷，从德布罗意物质波的理论来说，光子、电子都具有波粒二象性，具体情况具体分析，只有粒子性主导时电子结构才有讨论意义，光电效应以及本博文中涉及的金箔实验中，光子和电子扮演的角色还有待确定～
- 博主回复(2013-8-10 16:11)：谢谢！
- [1]应行仁
- 有趣。这个模型的背景是1.电子距离足够大，光子与电子作用可以只考虑在一个电子云上；2.光子是横波，所以对薄金箔是一重积分，厚金箔是两重积分；3.对核作用的可以忽略不计。
（1）（2）式定积分，系数等式上有些疵瑕，要做些技术纠正。 - 博主回复(2013-8-9 17:21)：应老师讲的对，光子是横波。在这里光子远小于电子，光子作为小粒子去射击电子才能测出电子结构。在金属中电子密度很大，众多电子的作用需要积分，在空气中电子间距较远，对光子有作用的只有附近几个电子，只要求和即可。谢谢应老师！
- 博主回复(2013-8-8 16:46)：谢谢应老师的指导！系数的错我立即纠正。由于存在'阻挡效应'，内层电子和核的作用可以忽略
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