论电子、质子半径的新计算方法及其延伸意义丁荣培湖南省长沙市白沙路255号（410002）E－ｍａｉｌ:drp2004@sina.com摘要：本文从γ射线在重原子核附近可产生正负电子对这一物理现象出发，分析了电子经典半径的由来及其存在的问题，提出电子与质子内部本质上就是量子化的涡旋闭合电磁场的观点。再由麦克斯韦方程组导出的电磁场能量密度公式以及质能公式、电磁强度公式三个公式结合推导出电子、质子半径公式及电荷量子化与粒子稳定条件常数等系列新公式并说明其物理意义。根据系列新的计算公式，计算出描述电子、质子的有关物理特征的新参数，从全新的角度统一地解释物质的微观世界和宏观世界，并初步分析了可能由此对物理学带来的影响。关键词：电子、质子半径电荷量子化与粒子稳定条件常数黑洞物理宇宙物理中图分类号：O41，O57文献标志码：A1.引言1.1.电子对的产生与湮灭中国物理学家赵忠尧首先发现了能量大于两倍电子静质量能（2m0c2=1.02MeV）的γ射线在重原子核附近可产生正负电子对。[1]物理教科书上估算的电子经典半径re≈2.8×10-15m，[2]质子半径rｐ≈1.2×10-15m。[3]质子质量约是电子质量的1836倍，按我们通常理解质子直径比电子直径大得多，事实恰恰相反；现有物理框架对此仍然无法作出合理解释。1.2.目前电子的经典半径的由来[4]及其存在的问题估算电子经典半径re≈2.8×10-15m基于以下设想：（1）设想电子是一个半径为re均匀带电球；（2）设想电子静止质量对应的能量由静电自能提供。1.3.存在的主要问题（1）如果电子电荷由一个半径为re均匀带电球，为什么球内的点电荷不会因排斥而分开，那么这个球的内部结构是怎样的？（2）为什么电子和质子所携带的电量恰好相等、电性相反？这有什么深层次原因？（3）电荷的本质是什么，电荷从何而来？电子的质量、能量本质是什么，或者说电子是以什么方式表现自己的能量和质量的。(4)目前，这种假定电子能量由静电自能提供的图景给我们看到的是一幅静态的电子图画，但是，我们所看到宇宙中的一切都在运动，大到星系、日月、星辰，小到分子、原子，连电子都在绕原子核不停运转。由此可见，电子内部也应当是处于不停运动之中，而不是静止不变的。2、电子、质子半径的新计算公式2.1.电子、质子半径的新计算公式《论微观局域时空弯曲状态下闭合弦量子振动形成基本粒子的动力学机制》[5]一文论证电子、质子内在本质就是携带能量的涡旋闭合电磁场。从麦克斯韦方程组出发，可以得到适用于电磁学中的电磁场能量密度的表达式。假设电子、质子内在本质就是携带能量的涡旋闭合电磁场，则这个表达式完全适用于描述电子、质子内部的涡旋闭合电磁场，电磁场能量密度的表达式如下[6]：（1）公式中：w为构成电子内部闭合运动电磁场的能量密度，为介电常数，电子内部取值等于真空介电常数×Ｆ．ｍ，磁导率，电子内部取值等于真空磁导率（Ｈ．ｍ，E为电场强度，D为电位移矢量，H为磁场强度，B为磁场感应强度，在线性介质中，Ｄ=，Ｂ=将E与H的比例关系代入上式，可得w=E2=H2[7]（2）那么，推导出电子的内部以电磁场形式存在的总能量即是以能量密度为被积函数、以ｒ为半径的球体体积（电子）为积分区域的重积分运算，得出电子内部质能的电磁场积分法表达式为：（3）其中，用W表示电子内部质能（一般习惯用E表示能量，因另一些场合习惯用E表示电场强度，为免混淆，本文用W表示能量，E表示电场强度），为稳定粒子（如电子、质子）球体体积[8]，为圆周率，ｒ为粒子球体的半径；又，电场强度表达式为：[9]（4）其中，表示电荷所对应的电量为（此处不是光速，为电量单位库仑）。根据狭义相对论质能公式，电子的质能还可以表达为：[10]（5）其中，在此处代表光速。将式（4）代入（3）得：（6）将式（6）与（5）式联立，得（7）由此，得出电子、质子的半径计算公式为：（公式：DRP-1）2.2.电子、质子的半径计算公式的意义2.2.1.电荷电量、真空介电常数、光速均为常数，只要知道粒子质量就能算出粒子半径；2.2.2.粒子质量与粒子半径成反比关系，粒子质量越大，粒子半径ｒ越小。3.关于粒子性质的三个新...