原子中的電子可不可以相對原子核保持靜止不動呢?

2020-11-07 愛較真的戴老師

電子是不可以靜止不動的,根據早期的玻爾原子理論,電子受到原子核的庫侖力作用,在庫侖力的作用下做圍繞原子核的圓周軌道運動。它的速度和具有的動能不可能為零,根據束縛尺度大小,具有一個最小值。

量子力學誕生以後,更容易解釋這個問題。電子是一直束縛在原子尺度的空間裡,量子力學認為電子是微觀粒子,具有波粒二象性,滿足不確定關係,海森堡的不確定關係揭示的是一條重要的物理規律:粒子本身在客觀上不能同時具有確定的坐標位置及相應的動量。

假定電子被束縛在原子尺度範圍呢,即假定 位置變量為r,那麼,因為波粒二象性,使得粒子在客觀上不能同時具有確定的坐標和動量。

按照不確定關係,粒子的動量與位置這兩個變量的乘積大於某個常數:

電子的動量必然有個不確定度,

△px的定義是

對於束縛在空間的粒子,其動量在任何方向的平均分量必定為零。

故△px與均方動量的關係為:

對於三維空間,

我們可以得到最小的平均動能 :

,裡面m代表電子的質量,所以,電子的最小動能不可能為零,具有一定速度,繞核運動。

如果電子相對原子核速度為零,按照不確定關係

就要求 位置的變化趨於無窮大。

另外:電子也不可能掉向原子核,

按照不確定關係,當電子距離原子核越來越近,就是r變小的過程,這個時候,電子的動量將變得更加不確定,導致電子動能急速增大,而根本不能有這樣巨大的能量供給於電子,所以,根據量子力學,電子無法靠近原子核,更不要說掉到原子核上了,所以原子是穩定的,世界是和諧的。

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  • 在原子中,處於穩定(非過渡)原子態的電子,是靜止的嗎?
    軌道不包含電子,也不描述圍繞它運動的小電子的平均位置。相反,軌道是電子。當電子以穩定狀態被束縛在原子中時,電子的行為通常像振蕩的三維波,即軌道振動。這有點像振動的吉他弦,當您拔出吉他弦時,弦會顫抖,這就是產生聲音的原因。從科學上講,我們可以說您激發了弦中的駐波。在你拔動琴弦時,琴弦沒有離開吉他,它被固定在吉他架子上,從這意義上來說,琴弦沒有移動位置。
  • 電子帶負電,原子核帶正電,為什麼電子不墜入原子核?
    電子是可以飛向原子核與質子中和的,只是一般物質受量子力學約束,電子只能保持在一定軌道上,沒有足夠能量飛向原子核而已。在經典的原子模型中,電子圍繞原子核繞行,由帶負電荷的電子和帶正電荷的質子間庫侖力提供向心力,但是這個模型有很多缺點。比如在電磁學中,電子繞核運動會向外輻射電磁波,從而損失能量,使得電子墜入原子核,理論計算整個過程就是一瞬間,原子不可能穩定存在,這顯然和事實不相符合。
  • 世界有完全靜止的物質嗎?答案出乎你想像!
    完全靜止?這裡告訴你不可能,在我們的宏觀世界裡,只能說靜止,比如一塊石頭,看著它它是不動的。而大部分物質都像石頭一樣靜止不動的,這是外表,這只是相對我們宏觀世界來說。可能你有所不知,在微觀世界裡,或許這塊石頭裡面正在鬧星球大戰,那麼是怎麼一回事呢!世界上真的沒有靜止不動的物體嗎!
  • 電子為什麼不會落入原子核中
    ④當電子與原子核在靜電引力作用下沿著直線相互靠近時,電子會通過&34;放出光子獲得反衝從而增大繞核速度,保證其不落入原子核中;電子在遠離原子核時又會迅速吸收光子增加質量為下一次&34;做好物質儲備。⑤雖然電子可以吸收光子增大質量,但是電子存在&34;,大於&34;的電子都是極不穩定的,將在極短時間內裂變放出光子並重新生成能夠穩定存在的質量較小的電子。
  • 既然電子帶負電,原子核帶正電,那為什麼電子不會掉入原子核裡?
    那麼「為什麼電子不會掉進原子核」這個問題也可以這樣解釋嗎?答案是否,因為電子是帶電粒子,它在運動過程中會不可避免的產生電磁輻射,從而降低自身的動能,如果電子真的如地球圍繞太陽一樣運行,那電子將會因不斷的失去動能而掉入原子核裡。
  • 原子既然不是行星模型,那麼是什麼力使電子與原子核不離不棄?
    弱力管得更短,比強力還短,但力度比引力要大,只作用於電子、夸克、中微子等基本粒子,並制約著放射性現象,在β衰變中起重要作用,對光子、引子等玻色子不起作用。從四種力中,似乎沒有管理原子核和電子之間的力。有人說是引力,有人說是電磁力,都很難完美的解釋它們之間的關係。
  • 電子帶負電原子核帶正電,那麼電子為何不墜入原子核中?
    原子內部結構以及物理特性並不同於我們所在的宏觀世界,那裡的一切都被量子力學統治著! 事實上,在人類對原子結構的研究過程中,確實有問題中這樣的疑問,電子帶負電,原子核正電,它們應該相互吸引到一起!同時,理論上電子在運動的過程中會因為向外輻射電磁波失去能量墜入到原子核中,但這種情況並沒有發生!
  • 原子的組成:原子核、質子、中子、電子,以及什麼是同位素?
    原子是物質的基本單位。這個術語來自古希臘,「不可分割的」,這是因為人們曾經認為,原子是宇宙中最小的粒子、不能被分離。但是,現在我們知道,原子是由三個粒子組成的--質子、中子和電子,甚至還可以將它們分為更小的粒子,如夸克。
  • 為什麼電子不會落入原子核中?
    在不少的原子示意圖中,正如行星環繞太陽旋轉一樣,電子也在環繞原子核旋轉。這種原子模型由盧瑟福在1911年提出,又被稱為原子行星模型。考慮到行星和太陽之間有引力作用,引力剛好充當行星公轉的向心力,所以行星不會掉進太陽中。
  • 原子99.9……96%的體積都是空的,那可不可以將原子縮小呢?
    答案是可以,實際上把原子縮小的歷程就是恆星演化的歷史,按著縮小程度的不同對應著不同質量恆星的演化。按照標準模型,原子確實是空的,原子核只佔很少的一點地方,大概是原子體積的兩千億分之一,這已被盧瑟福α粒子轟擊金箔試驗所證實。
  • 如果讓宇宙中所有原子的原子核和電子緊挨著、不留空隙,有多大?
    這還只是宇宙中宏觀物質之間的空隙,那微觀上每個原子內部又是什麼情況呢?我們知道原子由原子核與核外電子組成,現代科學已經探明,由質子和中子組成的原子核體積只佔整個原子的幾千億分之一,原子核體積佔原子的比例核外電子在這「無比巨大」的空間中運動,而核外電子的半徑不大於10^-22米,與質子、中子相比完全可以忽略不計。因此如果把原子空間都壓縮掉,只剩下原子核和電子,那全宇宙的實體物質又會縮小几千億倍。
  • 電子為什麼不掉進原子核裡面
    但是同樣的問題卻沒有發生在原子內部,原子內部電子和原子核之間的萬有引力雖然微弱到可以忽略不計,但是它們之前有強大的電磁力,那為什麼電子最終卻沒有落到原子核上呢?要回答這個問題,就要從頭說起了。不過隨著科學的發展,道爾頓原子論的部分觀點也出現了問題,依照道爾頓的看法,原子是不可再分的,可是英國科學家湯姆孫發現了電子,這就說明原子是可以再分的,那麼原子內部是如何構造的呢?湯姆孫也憑空想像了一個模型,這倒是和道爾頓一樣,湯姆孫的模型叫做棗糕模型或者叫西瓜模型,大意就是電子均勻地分布在原子內部,就象棗糕上的棗,西瓜中的西瓜籽一樣。
  • 原子核帶正電,電子帶負電,為什麼電子不會掉入原子核?
    我們從初中開始學習物理課和化學課時,就會學到比較初級版本的原子結構,這個原子結構大概是下面這樣:老師一般會告訴你,原子是由原子核和電子構成的,而原子核帶正電,電子帶負電。後來,波爾的學生海森堡提出了不確定性原理,他認為,電子並沒有特點的軌道,而是同時在各個位置,呈現概率雲的特點。但是,不確定性原理也沒有解決這個問題。真正解決這個問題的是愛因斯坦的質能等價、能量最低原理、泡利不相容原理。那這些原理到底是啥意思呢?我們接下來,一個個來聊一聊就能知道為什麼電子不會落入到原子核內了。
  • 什麼是相對運動和相對靜止
    很多考生在學習物理時,會對一些概念產生疑惑,那麼物理學中的相對運動是什麼意思呢?
  • 原子的構成-相對原子質量
    原子的構成原子的構成1.原子不是一個實心球體;2.原子是由居於原子中心的原子核和核外電子構成的;3.原子核帶正電荷,電子帶負電荷。(1)質子數=核外電子數(2)質子數不一定等於中子數(3)不是所有的原子都含中子原子中存在著帶電的粒子,為什麼整個原子不顯電性?
  • 電子帶負電,原子核帶正電,異性相吸,為何電子沒掉進原子核內?
    原子核是由質子和中子構成的,質子帶正電,中子不帶電,因此,原子核才會帶正電。實際上,初高中老師講授的原子結構是經過「特意」簡化的。目的其實是為了方便教學。真實的原子模型是和上圖中的模型截然不同的。在經過幾代物理學家的努力,原子模型發生了好幾次迭代。如今,最為主流的原子模型更接近於下面這樣。
  • 在原子裡面,原子核和電子之間是絕對真空嗎?為什麼?
    先說答案,在原子裡面電子和原子核之間不是絕對真空。因為宇宙中壓根沒有絕對真空。二,現代科學證明物理概念上的絕對真空不空,裡面充滿了各種粒子,包括虛光子和能量。真空是一個物理現象,指在給定的空間內低於一個大氣壓的氣體狀態。真空是個相對概念,宇宙太空中空間真空度很高,但也不是沒有一點物質,每立方米含一個氫原子或分子。
  • 再認識電子、中微子、µ子、原子核和原子的結構
    嚴格地講,這個質量現代條件下是可以通過試驗進行測定的。需要研究的是,正負µ子相互結合又會生成什麼呢?可能會是3對正負電子對的結合體,還是全部轉變為零散的正負電子對結合體(即中微子)呢?或者更多一點正負電子結合的µ子是否會形成更複雜更大一點質量的粒子呢?我認為這些情況都可能存在,但衰變為中微子和電子的情況最大,電子和中微子也是游離性粒子中最為穩定的結構。
  • 電子帶負電,原子核帶正電,電子為什麼不會掉入原子核內?
    關於這個問題,我們可以分兩個角度去思考。一個就是一般情況下電子為什麼不會進入原子核,另外一個就是電子在什麼情況下會進入原子核。電子為什麼不會進入原子核首先,我這裡指的是在正常狀態下,電子之所以不被原子核吸入。本質上是和「懶」有關。為什麼這麼說呢?
  • 原子內部,電子為什麼不會掉入原子核?怎麼解釋β衰變?
    我們都知道,原子是由原子核和電子構成,而原子核又是由質子和中子構成的。而質子是帶正電,中子不帶,這就意味著原子核其實是帶正電的。那問題就來了,原子核帶正電,而電子帶負電,根據異種電荷相吸引的原則,照理說電子應該會墜入到原子核當中才對,事實上,並沒有。那究竟是咋回事呢?