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电荷群之间的作用力和一种分子间力 吴翔 长江大学计算机科学学院，湖北荆州（434023 ） E-mail: wuxiangyj@126.com 摘 要：阐明一种新发现的分子间力，它是电荷群之间的作用力。对电荷群的研究得知极性 电荷群和非极性电荷群外部都存在电场；两种电荷群的任意组合之间存在作用力，力的大小 分情况与距离的4-8 次方反比；并且能自由旋转的电荷群之间有相互吸引力。因为分子是能 自由旋转的电荷群，所以分子之间存在相互吸引力。这种吸引力与已知的三种范德华力不同， 又存在于极性分子和非极性分子的各种组合中。文中还指出宏观物体也是电荷群，所以改变 物体的电荷群属性参数能够影响万有引力读数。 关键词：分子间力，范德华力，分子极性，万有引力，电荷群 图书分类号：O561.4 ，O641.3 1. 引言 电量绝对值相等且数量相等的异号点电荷混合，正电荷与负电荷不重合。这些点电荷在 空间中聚集形成的群体被称为电荷群。因为分子满足这些条件，所以分子是电荷群。 已知有三种分子间的吸引力，分别是色散力、诱导力和取向力。这些分子间的吸引力又 被称为范德华力。研究电荷群之间的作用力发现分子之间存在与这三种力不同的作用力。 本文对电荷群的研究主要内容包括极性电荷群与非极性电荷群；两种电荷群外部的电 场；电荷群之间的作用力；能自由旋转的电荷群之间的吸引力。 2. 极性电荷群与非极性电荷群 研究分子之间的作用力时，常以分子中所有正电荷重心与所有负电荷重心是否重合来判 断分子是否有极性[1] 。重心不重合就认为是极性分子，重心重合就认为是非极性分子。不妨 依此方法来判断一个电荷群是否有极性。所有正电荷重心与所有负电荷重心不重合的电荷群 是极性电荷群，重心重合的电荷群是非极性电荷群。这样极性分子属于极性电荷群，非极性 分子属于非极性电荷群。电荷群的性质代表分子的性质。 为了能够用计算机软件分析电荷群的性质，总结得出两种电荷群共用的抽象属性。如表 1、表2 。 表 1 电荷群(CG)的属性 属性名 字母标记 说明 点电荷电量绝对值 qa 点电荷总数 n 总是 2 的整数倍，保证异号点电荷数量相等 参考中心位置坐标 pw 所有点电荷的重心 点电荷属性列表 pc[] 数组类型。列表中每一个元素是一个点电荷的属性 表 2 点电荷(pc)的属性 属性名 字母标记 说明 点电荷的位置坐标 pl 点电荷的符号 s 符号取值 1 或者-1 - 1 - 还有一个属性，它不容易定量描述，那就是电荷群的半径。这是由电荷群内部所有点电 荷的位置决定的。点电荷越分散，半径越大；反之半径越小。另外，点电荷的位置决定了所 有正电荷重心与所有负电荷重心重合或者不重合，从而决定电荷群是非极性电荷群或是极性 电荷群。 3. 极性电荷群和非极性电荷群外部的电场 通过计算机模拟实验研究两种电荷群的电场分布和改变参数对电场分布的影响。 测量电场的方法与测量真实电场的方法类似。用另一个不影响电荷群电场分布的点电荷 作为检验电荷来测量电荷群的电场。设检验电荷电量为q 。将检验电荷置于电荷群外部的某 个点，用力的叠加原理求检验电荷在该点受到电荷群内所有点电荷作用的合力。这个合力除 以检验电荷的电量即是所处位置的场强。考察电荷群外部任意点的场强，从而得知电荷群的 电场分布。 求合力公式是库仑定律公式求和。 n v v q q r F k i