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[原子核外电子的运动状态]电子围绕原子核转动,它的动力是怎么来的?

2017社保五险一金新变化 时间:2022-02-08

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    电子核由于质子的存在带正电荷,所以对于带负电荷的电子会有一个吸引力,那么电子为何不会落入原子核呢?维持它运动的动力又是什么呢?我想这是很多人的疑问。       首先,如果按照经典的行星模型来看原子,电子是一直围绕着原子核高速运动的,就像是地球围绕着太阳运动一样。由于高速运动的离心力和质子对电子的吸引力平衡,所以电子会一直保持在原来的轨道上面。但是,这种解释却有一个致命的缺陷,即电子可以看成是在质子形成的电场中运动的电荷,那么运动变化的电荷应该会产生电磁波,这样电子的动能会越来越少,最终落入原子核内。       所以按照经典的行星模型解释原子核内电子的运动并不行,避免不了电子需要额外的能量来维持运动。不过幸好普朗克和爱因斯坦等人提出了量子力学,成功地描述了核外电子的运动并不是行星模型描述的那样,电子运动的轨道也不是连续的!电子像是在走跳棋一样,靠着一个无形手挣出的骰子点数,跳着出现在核外空间的某一个区域。电子是像幽灵一样一会出现在A点,下一刻又跳转到B点,根本没有规律可言。唯一能够对电子轨迹进行描述就是概率波函数,它仅仅描述了电子在空间各个位置出现的概率而已。       那么如果用波函数去描述电子运动轨迹的话,我们就会发现电子在原子核内出现的概率为0,即电子永远也不会自发地出现在原子核处。除非是我们给电子施加一个巨大压力,就像超新星形成中子星那样把电子压入原子核。这种概率式的运动方式根本无法形成所谓的宏观电流,也无法用经典的电磁学来衡量,也就不能够说什么形成电磁波。       其实,在微观量子世界,一切物理规律都变得和宏观完全不一样了。我们根本无法再使用宏观物理界的规律来描述微观世界,所以微观世界的运动可以出现各种匪夷所思的行为。比如同时出现在空间的两个地方(单电子双缝衍射实验)、波粒二象性等等。那么电子不会落入原子核,永远保持运动也显得完全可以理解了。

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