6.氢原子内电子的运动速度和轨道半径的实测
6.1 电磁波能量“载体”──光子质量的实验测定
6.1.1 光量子概念的形成
为解释黑体辐射问题，普朗克借助维恩位移定律断定，不同频率振子的能量单元不具有同样的大小，它们的大小是和频率γ成比例的，其比例常数为h 称之为“作用基元量子”，或称为“作用量子”，我们称为普朗克常数。这时，能量子ε， 即振子各能级的差就可表示成：ε＝hγ
这就是著名的普朗克关系式。他于1900年12月14日，在德国物理学会的会议上公布了他这个与经典观念极不一致的结果，终于打破了认为“自然无飞跃”的古老观念，开创了物理学的又一个新时代──量子论时代。
普朗克已经敲开了量子世界的大门，他完全可以大胆地闯进门去，摘取更多丰硕的果实。他不仅可以利用量子概念解释黑体辐射现象，而且还可以进一步把这个概念用到其他的研究领域，解释更多经典理论难以解释的事实，预言更多的新现象。可惜的是普朗克犹豫了，他只是把量子概念看成是解决黑体辐射问题的一个形式上的假说，也就是说，他当时并没有了解量子概念具有的更深远的物理意义。
1905年，就在普朗克犹豫徘徊，而当时大多数物理学家对他的量子假说不以为然的时候，爱因斯坦却在德国权威的《物理学年鉴》杂志上发表了一篇题为关于光的产生和转化的一个启发性观点的论文，当时他不过是一个名不见经传的伯尔尼专利局的三级技术员。他在这篇论文中明确地提出了光量子的概念，不仅成功地解释了包括光电效应在内的一系列有关光的产生和转化的问题，从而大大地推广了普朗克量子概念的应用范围，而且暗示着光既有波动性，又有粒子性。[21]
6.1.2 对每一份光量子(hr)内所含光子个数及质量的研究
传统的理论认为：电磁波的一份光量子(hr)内只含有一个光子，不能将一份光量子(hr)再分割为
hr，
hr，这就必定得出每一个光子的质量是不相等的结论。因此，光子的质量为：hr／C2。但是，这一结论是有问题的。 每一份光量子(hr)里不只含一个光子，应是多个光子，而只能认为每一个光子具有相等的质量才符合逻辑。
6.1.3光子质量的实验测定
①理论公式：
光子是一种微粒，它具有质量，它在运动。因此，它有动能E＝
mC2；另外，光的动能还可以用另一种形式表示，即E＝
hr。故：
mC^2＝hr
即；m＝
(千克)
式中：
m──表示一份光子hr内含有的质量，千克；
γ──光波频率，赫兹；
λ──光波的波长，米；
c──光速，2.99792458×10^8米／秒；
h──普朗克常数，6.62616×10^-34焦.秒；
②实测资料：
氢光谱实测资料：用充氢的放电管放出来的光拍成片子叫氢原子光谱。[4]氢原子的巴尔末线系，如图2，表1所示。
表1
③光量子质量的计算,并进行数据处理,推导出单个光子的质量
用公式m＝
（千克)，列表计算如下，见表2。
表2
序号 颜色 实测入 一份光量子(hr)的质量 hr含光子个数 光子质量
Å 千克 实测数/理论数 mγ千克
1 红 6562.1 68.668784×10^-38 10 10 6.8668784×10^-38
2 绿 4860.74 92.704286×10^-38 13.5 13 6.8668784×10^-38
3 兰 4340 103.8251262×10^-38 15.119 15 6.8668784×10^-38
4 紫 4101.2 109.8730689×10^-38 16 16 6.8668784×10^-38
5 紫外1 3860.059 116.7369328×10^-38 17 17 6.8668784×10^-38
6 紫外2 3645.81 123.597069×10^-38 17.999 18 6.8668784×10^-38
以上计算结果表明，氢光谱──电磁波每一份光量子(hr)中所含的光子个数不只一个，单个光子的质量是6.8668784×10^-38千克，并且每一份hr内所含有的总质量数均是6.8668784×10^-38千克的整数倍。(实测氢光谱频率需经宇宙相对论电磁波频率定律修正).
④光子质量与电子质量的倍比关系：
已知电子的质量me＝9.109534×10^-31千克；光子的质量mγ＝6.8668784×10^-38千克；故
即一个电子(me)的质量是一个光子(mr)质量的13265903倍。
6.1.4红、橙、黄、绿、青、兰、紫七种纯颜色的本质及差别：
经进一步研究证明:每一种纯颜色一份hr内含有的光子个数成等差数列排列。见表3。
表3
颜色 红 橙 黄 绿 青 兰 紫
波长(Å) 6562.1 5965.55 5468.42 5047.77 4687.21 4374.73 4101.2
光子个数 10 11 12 13 14 15 16
6.2氢原子内电子的运动瞬时速度的实测计算
6.2.1根据氢光谱实验实测的波长λ0，经公式
由此公式计算出里德伯常数(R)的实测值，见表4。
6.2.2根据宇宙相对论里德伯常数定律（公式一）：v＝C
计算电子的运动瞬时速度。
根据氢光谱实测资料，用上列公式列表计算氢原子中电子发射红、绿、兰、紫，……电磁波时，其电子的瞬时运动速度值(忽略自旋的影响，在一般要求内， 精度已足够)，见表4。
氢原子内电子运动瞬时速度的实测计算值
6.2.3氢原子内电子的运动轨道半径的实测计算
为了验证“宇宙相对论里德伯常数定律”的正确性，下面将用该实测计算得出的氢原子内电子的速度来推算电子运动的轨道半径──氢原子的真半径，并与过去实测的氢原子半径──假半径[19](即氢原子核间距离的一半)32×10-12米进行比较。
在一个氢分子内，为简化计算，取出一个氢原子为脱离体(经研究：当V＝3000─299792.458千米／秒时，精度能满足一般要求，在这种情况条件下，可以忽略另一原子的影响)。经推导证明得：
氢原子内电子运动的轨道半径公式：
将X、C、K、Z、e、me、R理(符号意义同前)，代入上式得：
R＝253.3842838 Z
,将v=C
代入后得（公式二）：
R=28.24382479×10-16
用上式列表计算半径R值,见表5。
氢原子内电子轨道半径实测计算表 表5
用此结果与过去实测氢原子核间距离的一半32×10^-12米进行比较、分析，可以断定，根据实测光谱数据用宇宙相对论里德伯常数定律所计算出的电子运动的瞬时速度和轨道半径是完全精确的。这标志着爱因斯坦与玻尔关于对“测不准原理”长期争论的结束，爱因斯坦的决定论观点取得了根本性的胜利。
6.2.4氢原子结构内电子的运动规律
经用实测数据计算结果表明，氢分子结构的原子、电子有如下运动规律(见图3) 氢分子（H2）示意图 图3
6.2.4.1电子围绕原子核运动，有一个大周期，内含有三个小周期。 每一个小周期内，就有一个吸、放电磁波的过程；每一个大周期内，就有三个不相同的吸、放电磁波的过程。无论氢分子在多长时间以内，它吸、放电磁波均是重复上述过程。在每个周期内，电子将释放6次电磁波，它们是红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2。 其中每一次释放出的光子个数是10、13、15、16、17、18。第一个小周期：电子释放出红、绿电磁波，其光子个数为：10、13共计23个；第二个小周期：电子释放出：兰、紫电磁波，其光子个数分别为：15、16，共计31个；第三个小周期：电子释放出紫外1、紫外2电磁波，其光子个数分别为17、18，共计35个。第二小周期比第一小周期多释放出8个光子； 第三小周期又比第二小周期多释放出4个光子。
6.2.4.2电子释放红、绿、兰、紫、紫外1、紫外2电磁波时，它所处的位置， 运动速度不同。每一个小周期内，电子发射两次电磁波。电子发射电磁波时，在一个位置上的运动速度较快，而在另一个位置上则较慢，即电子时而加快，时而又减慢；电子时而靠近原子核，进而又远离原子核，电子围绕原子核的旋转运动半径R 成周期性的变化；同时，电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化。
6.2.4.3根据实测数据计算表明，电子发射电磁波时，其旋转运动速度减慢； 电子吸收到电磁波时，其旋转运动速度就加快。因此，可以断定，电子作减速运动时，就发射电磁波(发射光子)；电子吸收到电磁波(光子)时，电子就作加速运动。
6.2.4.4氢分子是由两个氢原子结合而成的， 将两个氢原子的上述变化规律以及物体的热胀、冷缩规律结合起来分析研究，并可以得到如下结论：物体吸收电磁波(热的本质仍是电磁波)时，原子核与原子核的间距扩大，物体膨胀， 其电子围绕原子核的旋转运动半径减小(即原子的真半径减小)，电子作加速运动；物体释放电磁波时(释放出热量)，原子核与原子核的间距缩小，电子作减速运动。这一规律是根据实测数据的处理而得出的。其运动变化动力的来源将在《宇宙相对论量子力学》中讨论，这一经验规律，对于创立《宇宙相对论量子力学》具有十分重要的意义。
6.2.5宇宙相对论光照度定律
点光源在元面积上所产生的光照度与光源的发光强度I成正比， 跟点光源与受照体的相对运动速度(V)有关，并成反比(遵循广义宇宙相对论原理). 其数学表达式为：
A＝
式中：A──受照体所接受到的光照度，流明／米2(勒克斯)；
I──点光源的发光强度，坎德拉；
r──点光源到受照体的距离，米；
v──点光源与受照体的相对运动速度，米／秒；
C──光速，2.99792458×10^8米／秒；
6.2.6对物理实验和天文观测之迷的统一解释
6.2.6.1关于对天体光谱红移的解释
根据宇宙相对论电磁波频率定律：γ＝
可知：当某一电磁波发射源以速度v相对于观测者运动时， 观测者所接收到的电磁波的频率就要减小。①当v＝0时，γ＝0，其红移Z＝0；②当0＜v＜C时，γ从γ。逐步减小，γ→0，其红移Z＝0～∞；③当v＝C时，频率γ＝0，其红移Z＝∞。
事实上，结合宇宙相对论万有引力学的理论可知：由于行星在自转，行星绕太阳又在公转，太阳系围绕银河系中心又在公转，……，依次类推( 最近一些天文台观测到的结果进一步证明了这种类推的客观性)下去， 并可建立起行星相对于有限远处另一行星的相对运动速度V(t)函数表达式。经用电子计算机运算结果表明，当公转角速度叠加n次之后，相对运动速度V( t)之值，并可超过引力子的传播速度2.9979260421×10^8米／秒。
因此，宇宙红移，既不是宇宙在膨胀，也不是星系在退行；既不是光子的老化，也不是宇宙物理常数的变化，而是天体之间那永恒的相对运动所引起的。红移值的大小，表明观测者与发射光谱线之光源的相对运动速度的大小，红移值大，则表示其相对运动速度大。多普勒效应与红移的性质和意义是一样的。
6.2.6.2关于对奥伯斯佯谬(光度佯谬)的解释：宇宙是有限的还是无限的？ 自古以来就有两种相反的说法。亚里斯多德相信宇宙是有限的，欧几里德则认为宇宙是无限的。总的说来，欧几里德的观点曾长期地为多数人所接受。
光度学平方反比定律和牛顿万有引力定律问世之后，宇宙无限论遇到了两个非难。其中之一，就是1826年奥伯斯指出的“如果宇宙是无限大的，那么，无论从哪一个方向看天空，视线都会碰到一个星星，因而整个天空就要亮得象太阳一样”。实际上夜空却是黑的，这就是光度佯谬。根据宇宙相对论光照度定律：
可知：当恒星与另一行星的相对运动速度V(t)→2.99792458×10^8米／秒时,光照度A→0；当V(t)＝2.99792458×10^8米／秒时，光照度A＝0。
研究结果表明：由于行星在自转，行星围绕太阳又在公转，太阳系围绕银河系中心又在公转，……依次类推下去，并可建立起行星相对于有限远处另一恒星的相对运动速度V(t)的函数表达式。经用电子计算机运算结果表明，当公转角速度叠加n次之后，相对运动速度V(t)之值，并可超过光子的传播速度＝2.99792458×108米／秒。
因此，用宇宙相对论光照度定律完全解决了光照度佯谬的困难。
6.2.6.3、关于对宇宙电磁波背景辐射的解释
根据宇宙相对论电磁波频率定律：
可知：当某一个恒星发射出的电磁波，传播到地球附近时，由于其相对运动速度v已经接近2.99792458×10^8米／秒了， 故在地球的观测者只能观测到频率减小了的电磁波，又由于宇宙在一定的尺度上，是基本上均匀的，即任一天体的周围在各个方向上具有相同的恒星个数，这就是宇宙背景辐射的各向同性之原因。
因此，宇宙背景辐射仍是由天体(恒星)在作永恒的相对运动所引起电磁波频率减小的结果。
6.2.6.4关于对光电效应，康普顿效应的解释留在《宇宙相对论量子力学》中进行。
7.氦离子内电子的运动速度和轨道半径的实测
7.1氦离子光谱实测数据：氦原子被剥掉一个核外电子就成为一次电离的氦离子He+，与氢原子类似，它的核外也只有一个电子，称为类氢离子；锂，铍，硼等许多元素也能形成类氢离子。这些离子的光谱特征与氢原子光谱类似。
1897年天文学家W.H.皮克林在星体光谱中发现了一个与氢巴耳末系相似的光谱线系，后来被称为皮克林线系。这两个线系的对照如图4所示[54]。光谱数据见表6。
7.2根据氦离子光谱实验实测的波长入。经公式
= R实[
-
],n=5,6,7 ...... 推导得
R实=
氦离子光谱实测数据表 表6
n 实测波数 实测波长入实 理论波数 理论波长入理
6 15227.27273 6567.2 15241.2941 6561.1
7 18457.64463 5417.8 18476.181 5412.4
8 20697.31405 4831.5 20575.7471 4860.1
9 21995.86777 4546.3 22015.2026 4542.3
10 22969.00826 4353.7 23044.8367 4339.4
11 23643.59504 4229.5 23806.6495 4200.5
12 24321.28099 4111.6 24386.0704 4100.7
13 24746.90082 4040.9 24386.9965 4026.3
14 25103.30578 3983.5 25194.7923 3969.1
15 25330.57851 3947.8 25483.4438 3924.1
16 25704.54545 3890.4 25719.6838 3888.1
17 25847.10744 3868.9 25915.4738 3858.7
18 26012.39669 3844.3 26079.5477 3834.4
: : : : :
27128.09917 3686.2 27434.3294 3645.1
由此公式计算出里德伯常数(R)的实测值.见表7.
7.3根据宇宙相对论里德伯常数定律:
V=C
= 2.99792458 ×10^8×
)^2
计算电子的瞬时运动速度。
根据氦离子光谱实测数据，用上列公式列表计算氦离子中电子发射不同频率的光谱时，其电子的瞬时运动速度值，见表7。
7.4氦离子内电子轨道半径的实测计算：
根据公式：（Z表示核电荷数）
R=28.24382479×10^-16
列表计算氦离子中电子的轨道半径R值,见表7。
7.5氦离子内电子的变化规律：
氦离子内电子的运动速度及轨道半径实测值 表7
n 实测波长 实测里德伯常数 电子运动瞬时速度 电子轨道半径
入实 R实×10^5cm^-1 V实测 千米/秒 10^-12米
6 6567.2 1.096357656 12894.44 3.045107379
7 5417.8 1.096274122 13414.0366 2.813555704
8 4831.5
9 4546.3 1.096411452 12548.4132 3.21552041
10 4353.7 1.093760425 24306.3567 0.85494426
11 4229.5 1.089850765 35042.2147 0.409863525
12 4111.6 1.094464442 21813.3631 1.062213284
13 4040.9 1.093395198 25503.2681 0.776320078
14 3983.5 1.09339916 25490.5876 0.77709546
15 3947.8 1.090789831 32789.1033 0.46852992
16 3890.4 1.096716704 10368.1678 4.71135417
17 3868.9 1.094479628 21756.4221 1.067795434
18 3844.3 1.094553549 21477.0825 1.095826433
: : : : :
3686.2 1.085128316 44660.1901 0.251243764
7.5.1经用实测数据计算结果表明,氦离子结构内电子有如下运动规律(见图5):
图5
上图表明,氦离子光谱与氢光谱的性质确实相同,区别在于氦离子内电子吸收、发射电磁波有两个大周期，而氢原子内电子吸收、发射电磁波只有一个大周期。造成氦离子内电子发射电磁波有两个大周期的原因是：氦原子核的内部，即两个质子（两个核电荷数）在其内部的排列的方式及距离的远近的改变，而氦离子内电子一次发射的电磁波一份hr内含有的光子个数应与氢 光谱相同，而氦离子光谱的频率与氢光谱的频率有一定差别，这只是表明电子的旋转运动速度不相同。氦离子光谱的频率小于氢光谱的频率，表明氦离子内电子的旋转运动速度大于氢原子内电子的运动速度。
7.5.2根据实测计算结果，氦离子的电子吸收和发射电磁波具有两个大周期的规律。下面分别将其电子发射电磁波时，电子所处的轨道半径（即位置）筛选出来，第一周期见表8，第二周期见表9。
第一周期 表8
光谱位置序号 氦离子内电子的轨道半径(R) 电子的位置序号
（n） ×10^-12米
6 3.045107379 小 ⑤
8 大 ⑦
10 0.85494425 小 ②
12 1.062213284 大 ③
14 0.77709546 小 ①
16 4.71135417 大 ⑥
18 1.095826433 小 ④
20 大 ⑧
第二周期 表9
光谱位置序号 氦离子内电子的轨道半径(R) 电子的位置序号
（n） ×10^-12米
7 2.813555704 ⑥
9 3.21552041 ⑦
11 0.409863525 ②
13 0.776320078 ④
15 0.46852992 ③
17 1.067795434 ⑤
19 0.251243764 ①
21 ⑧
7.5.3根据氦离子内电子的位置序号及有关轨道半径参数绘制氦离子结构
变化规律形象示意图。第一周期见图6，第二周期见图7
图6
图7
8.氦原子内内外层电子的运动速度和轨道半径的实测
8.1氦原子光谱实测数据[40]：见表10
表10
光谱位置序号 实测波长（入实） 光谱位置序号（n） 实测波长（入实）
6 7065.2 14 4437.5
7 6678.1 15 4387.9
8 5875.6 16 4143.8
9 5047.7 17 4120.8
10 5015.7 18 4026.2
11 4921.9 19 3964.7
12 4713.1 20 3088.6
13 4471.5
8.2根据氦原子光谱实验实测的波长入。经公式
=R实[
-
]，n=5，6，7......推导得
R实=
由此公式计算出里德伯常数(R)的实测值。见表11
8.3根据宇宙相对论里德伯常数定律：
V =C
=2.99792458×10^8 ×
计算电子的瞬时运动速度。
根据氦原子光谱实测数据，用上列公式列表计算氦原子内内外层电子发射不同频率的光谱时，其电子的瞬时运动速度，见表11。
8.4氦原子内内外层电子运动的轨道半径的计算：
根据公式二：（Z表示核电荷数）
R=28.24382479×10^-16
列表计算氦原子内内外层电子运动的轨道半径的R值,见表11
8.5氦原子结构内内外层电子的变化规律:见图8。
长期以来，氦原子内有两个电子这是众所周知的事实，然而，这两个电子，在氦气的收缩、膨胀反应过程中，是如何变化的，这是鲜为人知的。图8是根据实测数据绘制的示意图。从图上可以看出，氦原子的半径的数量级是10-14米，内层电子和外层电子各有一个振动中心轨道----平衡位置。内层电子在1.331759836--2.67460695×10^-14米的轨道半径范围内高速地运动着，电子的运动速度范围：130751.8---175614.07千米/秒，内层电子吸收和发射电磁波有一个大周期，4个小周期；每个小周期内，就有一个吸、放电磁波的过程。外层电子在2.68272039---11.818699921×10^-14米的轨道半径范围内高速地运动着，电子的运动速度范围：64705.40---130412.90千米/秒；外层电子吸收和发射电磁波有一个大周期，三个小周期，每一个小周期内，就有一个吸、放电磁波的过程，每一个大周期内，就有三个不相同的吸、放电磁波的过程。在电子发射电磁波①，③，⑤，⑦序号位置上的频率，均对应地大于②，④，⑥，⑧序号位置上的频率，与氢原子内电子的运动变化规律完全相同。
氦原子内内外层电子在发射不同频率的电磁波时，所处的位置、运动速度均不相同；所发射的电磁波频率并非以其所在轨道半径的大小而成比例地增大或减小。实测证明:电子发射电磁波的频率只取决于电子作减速运动的负加速度。在每一个小周期内，电子发射两次电磁波，电子发射电磁波时，在一个位置上的运动速度较快，而在另一个位置上则较慢，即电子时而加快，时而又减慢；电子时而靠近原子核，进而又远离原子核，电子围绕原子的运动半径R成周期性的变化，同时，电子旋转运动速度的大小也成周期性的变化。
氦原子内内外层电子的运动瞬时速度及轨道半径实测值 表11
光谱位置 实测波长 实测里德伯常数 电子运动瞬时速度 电子轨道半径
序号（n） 入实(Å) R实×10^5cm^-1 V实测千米/秒 ×10^-14米
6 7065.2 1.019079432 111207.5236 3.805392359
7 6678.1 0.889383798 175614.0727 1.331759836
8 5875.6 0.907708716 168471.0957 1.476899808
9 5047.7 0.987502305 130751.8099 2.667460695
10 5015.7 0.949399837 150346.3683 1.939628685
11 4921.9 0.936533414 156253.0763 1.771419631
12 4713.1 0.954785598 147778.9885 2.018997632
13 4471.5 0.988102573 130412.9162 2.682972039
14 4437.5 0.981533646 134064.0299 2.521947147
15 4387.9 0.981385195 134145.1157 2.518518251
16 4143.8 1.029650723 103685.7064 4.422903627
17 4120.8 1.027575285 105211.1375 4.286921662
18 4026.2 1.04510263 91422.4485 5.774422712
19 3964.7 1.055693305 81838.6149 7.279081061
20 3888.6 1.071508169 64705.4062 11.81869921
图8
8.6奇妙的电流变液及其机理
电流变液就是在电场作用下由液态变为固态的奇妙现象。你可以作一个试验便一目了然，首先将一碗淀粉浆拌入油中充分搅匀，即得到一团浆水油混合物；随后将混合物奇迹般地象咖哩一样凝固，随着电场强度的增大，最后将变成一块坚硬的“石头”。如果一旦中断电流，“石头”则原形毕露、瞬间即恢复为浆水油混合物。
早在50多年前，科学家就发现了这种液固两态神速互变的现象。不少人试图采用这种液体制造减振器，但因其液变为固体后对仪器造成磨损而放弃。现在，电流变液重新引起了科学家的兴趣。他们对电流变液效应进行了深入的研究，发现电流变混合液的组成液体几乎包括所有油类或非导电流体，粒子则以纤维素、瓷粒、玻璃粒、高分子聚合物为佳，不论其组成成分如何，粒子与液体之比最好为1--4:10，才能获得理想的电流变效应。
水在电流变液中究竟充当了什么角色呢？英国电流变液发展公司的专家斯坦格隆作出了颇具说服力的解释。他认为，在电场的作用下，粒子即出现了极
化现象，极化过程中粒子内的离子也随着极化而重新分布，由于离子周围随附着水分子，故重新分布的离子能将水分子汇聚在粒子的首尾两端间，当粒子因极化而首先相衔接时；水分子便一显神通，搭成一座串连粒子间结构力的天然“水桥”。
在电流变液中，当通有电场时，部分粒子中的原子将会电离。实测证明，电离后，离子中的其余电子将作减速运动，电子运动的轨道半径将增大，离子核间距离将减小，离子对周围的库仑吸引力将增大。因此，电流变液的体积将减小，表现出收缩，即电流变液将凝固—即形成为“固体”。
如氦离子光谱实验测得的氦离子内电子运动速度大大地小于氦原子光谱实验测得氦原子的电子(内、外层电子)的运动速度。这一点足以说明电离后,余下的电子将作减速运动,离子之间距要减小，分子表现出收缩效应。这就是电流变液的机理。
电流变液的应用十分诱人。随着电子计算机科技的高速发展，制造业正需要一种能对电液信息作出超速反应的新型机械系统。而电流变液的反应速度及准确性是任何一种机械技术所无法比拟的，因此一跃而成为电脑舞台上的材料之星。美国北卡罗莱纳川加利市一家科技公司已成功地开发了由电脑控制的多项变液新设备。可以预料，随着科学技术的发展，利用电流变液技术研制的新产品将不断问世。
8.7氢原子的“行星”——电子运动的“开普勒”
开普勒定律是宏观天体——行星运动所遵循的定律。由开普勒在第谷·布拉赫多年观测资料的基础上所发现。在前面，已经实测证明：氢原子的电子在发射不同频率的电磁波时，它所处在的轨道不同，运动的速度也不同。虽然，氢原子只有一个电子，即只有一个“行星”，而这个电子在发生从高轨道（离原子核较远）向低轨道（离原子核较近）运动或从低轨道向高轨道运动时，是仍然遵循开普勒三大定律的。氢原子内电子发射红、绿、蓝、紫、紫外1、紫外2电磁波时，电子是处在不同的轨道上的。根据实测的参数，经整理，得到氢原子内电子的“开普勒”第三定律，见表12。根据宇宙相对论为库仑定律和牛顿定律推导出氢原子“行星”——电子的“开普勒”第三定律的数学表达式为：
K=
=
=6.41828
式中：
R——电子的轨道半径，米；
K——氢原子内电子“开普勒”第三定律正比例系数；
T——电子运动一周的时间，即周期，秒；
v——电子与原子核的相对运动速度，米/秒；
C——库仑力能量载体的极限传播速度,2.99792458×10^8米/秒;
k——静电力（库仑力）恒量,8.991805×10^9 牛·米^2/库^2;
e——电子电荷，1.6021917 ×10^-19库；
me——电子质量，9.109558×10^-31千克。
氢原子“行星”——电子的“开普勒”第三定律 表12
8.8多电子原子的“行星”—电子的“开普勒”第三定律：
8.8.1氦原子“行星”—内外层电子的“开普勒”第三定律：
氦原子内外层电子在发射各种不同频率的电磁波时，电子是处在不同的轨道上的。根据前面实测的参数，经整理，得到氦原子内内外层电子的“开普勒”第三定律，见表12。
8.8.2多电子原子的“行星”—电子的“开普勒”第三定律的数学表达通式
在自然界及宇宙空间，除氢原子外，其它原子的核电荷数（Z）均等于或多于两个。因此，必须研究多电子原子的“行星”—电子的“开普勒”第三定律。
根据“宇宙相对库仑定律”和牛顿定律推导多电子原子的行星—电子的“开普勒”第三定律。
经整理得公式:
上式就是多电子原子的“行星”—电子的“开普勒”第三定律的数学表达通式。上式表明：电子的“开普勒”第三定律不仅与电子的相对运动有关，而且与原子核的核电荷数（Z）有关。并且随着电子的运动速度的增大，其比例常数（K）将减小，当电子相对运动速度V超于库仑力的能量载体—光量子的极限传播速度时，其比例常数（K）将趋于零。
为了今后使用方便，将c,k,e,π,me的数值代入上式：将得到：
但需注意：在研究电子“开普勒”第三定律的时候，当电子的旋转运动速度V ≤3000kM/s时，不能忽略周围其它原子核及电子的库仑力的影响。鉴于本文是阐述宇宙相对论量子力学基本理论的，对于需要考虑周围其它原子核及电子库仑力的情况，留给专业书籍去论述。
氦原子“行星”—内外层电子的“开普勒”第三定律 表13
n 电子的 波长 轨道半径R 轨道周长L 轨道线速度(V) 周期T R3/T2
位置序号 (Å) ×10^-14米 ×10^-14米 ×10^3(米/秒) ×10^-22秒
7 ① 6678.1 1.331759836 8.367694 176514.073 4.764819 10.4036
8 ② 5875.6 1.476899808 9.279635 168471.096 5.508147 10.618
11 ③ 4921.9 1.771419631 11.130157 156253.076 7.123161 10.9552
10 ④ 5015.7 1.939628685 12.187046 150346.368 8.105979 11.1057
12 ⑤ 4713.1 2.018992632 12.685736 147778.989 8.584262 11.1687
15 ⑥ 4387.9 2.518518251 15.824317 134145.116 11.79417 11.4798
14 ⑦ 4437.5 2.521947147 15.845861 134064.029 11.819622 11.4816
9 ⑧ 5047.7 2.667460695 16.76015 130751.81 12.818293 11.5514
13 ⑨ 4471.5 2.682972039 16.857611 130412.916 12.926335 11.5637
6 ⑩ 7065.2 3.805392359 23.909985 111207.524 21.50033 11.921
17 ⑾ 4120.8 4.286921662 26.935523 105211.138 25.601399 12.0201
18 ⑿ 4026.2 5.774422712 36.281768 91422.449 39.685841 12.2252
19 ⒀ 3964.7 7.27908106 45.735815 81838.615 55.88456 12.3494
20 ⒁ 3888.6 11.81869921 74.259077 64705.406 114.76487 12.534
↑光谱位置序号
8.9光谱位置序号与电子位置序号的关系：
长期以来，人们认为光谱位置序号决定着原子结构内的电子能级。然而，现在新的实验和理论却证明这是错误的结论。电子的能级只能通过光谱测定再推算出其运动速度来确定。因此，光谱线位置序号与电子的位置序号是有本质区别的。电子的位置序号表示电子在发射某一个频率的电磁波时所处的轨道位置，其编号表示各层电子发射电磁波时距离原子核的序号。其编号越小，表示离原子核越近。光谱线位置序号则是某一物质发射的电磁波（光量子）所形成的光谱线的序号，其编号越小，则表示波长越大，频率越小。各层电子所发射的电磁波的光谱序号并不一定连续。这是因为，对于同一物质只有一个光谱序号“系列”，但它对应的却有多层电子而共同发射的电磁波混合所致。即光谱位置序号并不是电子的位置序号。电子发射电磁波频率的大小，它并不是由离原子核距离的远近来决定的，它完全由电子受到的偏离轨道的惯性力的大小来决定，惯性力越大，在这个位置上，电子发射的电磁波频率就越大；否则，就越小。这些实验结果与牛顿力学是一致的。
8.10原子半径的变化规律
长期以来，人们无法同时测定电子的运动速度和轨道位置，致使人们无法认识到原子具有确切的边界，一直无法设想原子具有真半径。历史上，所谓原子半径，只是原子成键时所显现出的大小，并非单个原子的半径，这是因为单个原子周围的“电子云”，并没有明确的边界。过去各种书籍中所提到的原子半径，实际上只不过是原子核与原子核之间距的一半。这只能够算是原子的假半径,亦即分子内核间距离的一半。现在，电子的运动速度和轨道半径已经能够同时精确测定。原子的真半径已有明确的含义。原子的真半径的定义是：在一个原子里，最外层电子运行的轨道半径，即是此原子的真半径。因为根据宇宙相对论量子力学定律2知：当物质吸收电磁波（亦即热量）时，电子的旋转运动速度加快，这时，物体表现出膨胀，即分子的半径在增大，同时，电子的轨道半径反而在减小，即原子的半径反而在减小。
因此，分子内核间距离的一半肯定不是原子的半径。物体膨胀时，原子的半径反而减小，物体收缩时，原子的半径反而增大。
8.10.1氢原子半径的变化规律（实测）：
氢原子内只有一个电子，因此，氢原子的半径就是其电子的轨道半径，其轨道半径变化的规律即是氢原子半径的变化规律。根据实测的有关参数表明：氢气产生氢光谱，实质上就是氢原子半径的一系列变化规律的反映。实测表明，氢气在产生氢光谱时，氢原子半径（R）的变化幅度在7.377～13.620×10-12米范围之内.其特点是:当氢气物质处于力动态平衡状态时,氢原子的半径处于9.464～10.554×10-12米之间,当氢原子之电子吸收到电磁波(或称热量)时,电子便得到逐步加速,电子围绕原子核作螺旋式运动,而逐步向原子核靠近,即氢原子的半径减小;当氢分子内部处于力动态非平衡状态时,亦即库仑斥力大于库仑吸引力时,电子围绕原子核立即作减速运动,电子释放(发射)出电磁波(或称热量),电子便逐步向原子核作螺旋式运动,而远离原子核,即氢原子的半径增大。实测参数还表明：氢气物质在发射氢光谱—红，绿，兰，紫，紫外1，紫外2电磁波的时候，其氢原子的半径（R）将作周期性的变化（即减小和增大），见图（3）。图上实线“园形”轨道是氢原子之电子发射氢光谱—红，绿，兰，紫，紫外1，紫外2电磁波的准确轨道，虚线“园形”轨道是氢原子之电子的力动态平衡轨道。其R1，R2，R3，R4，R5，R6见表14。
氢原子内电子的瞬时运动速度及轨道半径实测值汇总表 表14
氢原子半径 R1 R2 R3 R4 R5 R6
发射的电磁波 红 绿 兰 紫 紫1 紫2
电子的速度V 5173.974 4899.415 5510.2393 4673.4687 5860.41 4313.033
千米/秒
R×10^-12米 9.464 10.554 8.344 11.6 7.377 13.62
参数还表明：氢原子半径的变化有一个大周期，内含有三个小周期。每一个小周期内，就有一个吸、放电磁波（热量）的过程，亦即每一个小周期内，就 有一个氢原子半径（R）减小和增大的过程；每一个大周期内，就有三个不相同的吸、放电磁波的过程，亦即每一个大周期内就有三个不相同的氢原子半径（Ｒ）减小和增大的过程。氢分子无论在多长的时间以内，它的原子半径的变化规律总是重复这一过程。不过，如果对发光物质施与不同的外加压力时，其发射的电磁波的频率，周期、原子半径等参数将又有所不同。即环境压力对光谱是有影响的。这就说明规律都是相对于某个前提条件来说的。
8.10.２氦离子半径的变化规律（实测）：
氦原子有两个电子，氦离子是氦原子被剥掉一个电子而成为一次电离的氦离子。因此，氦离子的半径就是留下的一个电子的轨道半径，其轨道半径变化的规律即是氦离子半径的变化规律。根据实测的有关参数表明：氦离子产生的氦离子光谱，实质上就是氦离子半径的一系列变化规律的反映。氦离子在产生氦离子光谱时，氦离子半径（R）的变化幅度在0.512437639～4.71135417×10^-12米范围之内。并且氦离子之电子吸收、发射电磁波有两个大周期，造成的原因是氦原子的内部，即两个质子（两个核电荷数）在其内部的排列的方式及距离的远近的改变。其特点是:第一个大周期,当氦离子物质处于力动态平衡状态时,氦离子的半径处于1.095826433～3.045107379×10^-12米之间，当氦离子之电子吸收到电磁波（或称热量）时，电子便得到逐步加速，电子围绕原子核作螺旋式运动，而逐步向原子核靠近，即氦离子的半径减小；当氦离子分子内部处于力动态非平衡状态时，亦即库仑斥力大于库仑吸引力时，电子围绕原子核立即就作减速运动，电子释放（发射）出电磁波（或称热量），电子便逐步向原子核作螺旋式运动，而远离原子核，即氦离子半径逐步增大。第二个大周期，当氦离子物质处于力动态平衡状态时，氦离子的半径处于0.2512437639～3.21552041×10^-12米之间，其它规律同第一周期。其实一、二大周期的平衡轨道是同一轨道。实测参数还表明：氦离子物质在发射氦离子光谱的时候，其氦离子的半径（R）将作周期性的变化（即减小或增大）。氦离子半径的变化有两个不相同的大周期，每一个大周期内含有三个不相同的小周期。每一个小周期内，就有一个吸、放电磁波（热量）的过程，亦即每一个小周期内，就有一个氦离子半径（R）减小和增大的过程；每一个大周期内，就有三个不相同的氦离子半径（R）减小和增大的过程。氦离子“分子”无论在多长时间以内，它的离子半径的变化规律总是重复这一过程。
经与氦原子的实测参数比较，同种物质电离之后，原子的半径将增大，分子的体积反而将缩小。长期以来，这一规律并没有被人们发现。事实上，电离现象却普遍存在。今后有必要进一步研究物质电离之后的微观规律。
8.10.3氦原子半径的变化规律（实测）：
氦原子有两层电子，我们称外层电子的轨道半径为原子半径。实测表明：氦原子外层电子在2.682972039～11.81869921×10^-14米的轨道半径范围内高速地运动着，其电子的运动速度范围：130412.9～64705.4千米/秒，外层电子吸收和发射电磁波有一个大周期，含三个小周期，每一个小周期的，就有一个吸、放电磁波的过程，每一个大周期内，就有三个不相同的吸、放电磁波的过程。亦即氦原子半径呈周期性的变化。当氦分子处于力动态平衡状态时，氦原子半径处于4.286921662～5.774422712×10^-14米之间的轨道上。当氦分子之电子吸收到电磁波（或称热量）时，电子便得到逐步加速，电子围绕原子核作螺旋式运动，而逐步向原子核靠近，即氦原子的半径减小；当氦分子内部处于力动态非平衡状态时，亦即库仑斥力大于库仑吸引力时，电子围绕原子核立即就作减速运动，电子释放（发射）出电磁波（或称热量），电子便逐步向原子核作螺旋式运动，而远离原子核，即氦原子半径逐步增大。
历史上，人们称氦气为“惰性气体”，实验证明它的电离能为最大。现在才搞清楚，氦原子内电子的运动速度太快，最快达17.56万千米/秒，最慢也达6.47万千米/秒。在109种元素中，在自然状态下，其原子的外层电子以大于6.47万千米/秒的速度运动的电子是没有的。其它几种“惰性气体”的外层电子也是低于6.47万千米/秒的速度在运动。即氦原子外层电子的运动速度为最快。
9.结语
9.1 实验和理论进一步证明：牛顿第二定律F＝ma是正确的， 爱因斯坦相对论的出发点也是正确的。问题出在牛顿的万有引力定律F＝G
和库仑定律F＝K·
没有考虑到相对运动因素的影响，即相对运动只能引起力（包括万有引力、库仑力、核力等）的减小。因为，力就是一个物体（或粒子、或能量载体）对另一个的物体（或粒子、或能量载体）的作用。
虽然爱因斯坦创造性地提出了相对运动的影响，但他却错误地断言质量不守恒,他认为物体的质量随着其运动速度的增大而增大,他在建立数学模型的时候
将相对论系数
的位置安置错了，导致《相对论》的结论是错误的。
9.2 在大量物理实验和天文观察结果的基础上，归纳总结出了广义宇宙相对论原理。研究结果表明：万有引力、库仑力、核力、电磁波频率、图像等一些物理参数的变化规律都遵循广义宇宙相对论原理。根据该原理完善后的各个定律圆满地解释了近100 年来的许多物理实验和天文观测现象。结论互不矛盾，并遵循传统哲学原理。
9.3 根据实测氢光谱资料的反复计划结果表明，电子释放出的电磁波，每一份hr内含有多个光子，而不同频率，一份hr内所含有的光子个数也不相同。红、橙、黄、绿、青、兰、紫光谱含有的光子个数成等差数列，公差为1，红色为10 个光子，紫色为16个光子，单个光子的质量为6.8668784×10^-38千克，电子质量是光子质量的13265903倍。
9.4 根据实测的氢光谱、氦离子光谱、氦原子光谱数据用宇宙相对论里德伯常数定律所计算出的原子内各层电子旋转运动的瞬时速度及轨道半径值是十分精确的。这标志着爱因斯坦的决定论观点取得了根本性的胜利。现在不仅氢原子电子的运动速度可以根据实测光谱数据用该定律准确地计算出来，而且，各元素原子电子的运动速度都可以根据实测光谱数据用该定律计算出来。
9.5 根据实测的氢、氦光谱数据，用宇宙相对论有关定律计算出的各种参数结果表明：过去认为，当原子内的电子释放出电磁波时，它就向低能级跳跃，即向原子核靠近；这一结论是错误的。正确的结论:是当物体吸收电磁波（热的本质仍是电磁波）时，原子核与原子核的间距扩大，物体膨胀，电子围绕原子核的旋转运动半径反而减小，电子作加速运动；当物体释放电磁波时（释放出热量），原子核与原子核的间距缩小，物体收缩，电子围绕原子核的旋转运动半径反而增大，电子作减速运动。这一规律是根据实测数据的处理得出的，对于创立《宇宙相对论量子力学》具有十分重要的意义。
9.6 由于篇幅所限，核力问题留在《宇宙相对论核物理学》中论述。
9.7.参考文献
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[49]杨耀坤 著 《科学发现论》，四川科学技术出版社，1994年6月出版；
[50]周寄中 著 《科学殿堂里的共同体》，人民出版社，1987年8月出版；[51]朱亚宗 著《伟大的探索者——爱因斯坦》，人民教育出版社，1985年11月出版；
[52]殷正坤 著 《探幽入微之路》，人民教育出版社，1987年2月出版。
［53］A·爱因斯坦 H·A·洛伦兹等 著，《相对性原理》（狭义相对论和广义相对论经典论文集），科学出版社，1980年2月出版。
[54]王竹溪、朱洪元等编，《中国大百科全书》物理学Ⅰ、Ⅱ，中国大百科全书出版社，1987年7月出版；P719。
完
