原子裡帶負電的電子繞帶正電的原子核轉,為什麼不會能量耗盡被吸進去?

時間 2021-06-04 03:14:00

1樓:offck fu

回答都寫的是量子物理框架如何如何,能級、量子化之類,我想題主問的是為什麼會這樣,這些回答只會引出新問題,比如「電子繞原子核轉不能用傳統軌道看待,為什麼就不掉進去了?」、「為什麼軌道是量子化的?」

歸根到底只有乙個答案:科學只回答how,不回答why,這世界就是這樣的。

2樓:瘋狂紳士

這個是經典的中學生讀物理時候會問的問題。

單純的把電子看成圓周運動,用經典的力學去考察,即假定它是勻速圓周運動的話,由於慣性的作用,不存在能量耗散。

這個跟地球繞著太陽轉是乙個道理。有可能存在著地球逃逸出太陽的束縛。

用經典力學的角度去考察,最讓人費解的是原子核的穩定存在。

中學生經常會問到這個問題。

原子核由帶正電的質子與不帶電的中子組成。

電的性質是同性相斥。因此兩個質子是不能緊密的在一起。

因此有一股神秘的力量把質子吸引在一起,這股力量比庫侖力要大得多。

目前的原子核模型是盧瑟福做實驗後推導出來的。而早期的模型,是乙個早糕模型。即質子中子等是均勻的分布在原子裡面的。

3樓:charlary

因為本質上電子並不是繞著核在「轉」。從量子力學的角度來說,軌道波函式並不是電子從空間中一點到另外一點的運動,而是乙個定態過程。不考慮相對論效應的情況下,在同一時刻,電子實際上是瀰散在整個空間中,而不是局域在某乙個點。

也就是說我們常說的原子軌道不是電子走的軌跡,而是電子在定態時的概率分布,沒有隨時間的變化,所以也沒有電磁場的變化,也不釋放能量。

4樓:

原子世界遵守量子原則,不是牛頓力學。這需要海森堡不確定性原理來解釋,即

電子離原子核越近,那麼電子動量越大,進而電子動能越大,不可能掉進原子核去

與之相似的乙個問題:為什麼八大行星沒掉進太陽裡?牛頓力學+初始條件保證了八大行星按照現有的模式執行。

不是沒有掉過,該掉進去的早掉進去了,都成了太陽的一部分。不過地球繞太陽是要輻射引力波的,會輻射能量;但這個能量損失太小,短時間內(沒算過是多少,估計得數倍宇宙年齡)不會掉進太陽

5樓:skyboxck

先搞明白電子是粒子還是波,其次是搞明白你所謂的能量的本質是什麼,不用去看那堆公式和教科書上的定義,那些東西都沒什麼意義。

6樓:勝勳

為什麼不會能量耗盡被吸進去?

因為,能量「耗不盡」

宇宙中到處充滿輻射,電子的動能不可能變成零除非,能製造乙個「絕對零度」的環境

7樓:小幻

由於動量位置不能同時準確確定,也就是我們所說的不確定原理,簡而言之當你測量位置時所呈現的波函式Ψ在你再去測量動量時發生了變化,即兩者已經不是同乙個波函式了,變化後的波函式不再是位置算符的本徵函式了,所以無法再讀出另乙個量。

你可以把它想象為閃現,我們所能描述電子出現的位置稱為電子雲,電子在電子雲範圍內呈概率出現,但就是沒有軌道。

那麼問題又來了,電子為什麼不會掉入原子核呢,首先我們知道要掉入原子核的話電子能量一定很低(動能和勢能),但由於電子所處軌道並不像圓周運動一樣連續,即不會因為速度慢一點,能量少一點就往下掉一點,而是需要特定的能量,例如氫原子△E=1/2hw(這個h帶把),它就會從乙個軌道躍遷到另乙個軌道,且躍遷不需要時間。兩軌道是量子化分布的,即中間不連續存在間隙。

例如高軌道躍遷到低軌道,必須放出相應倍數的能量(即電磁波),然後電子就會掉下去。

當電子能量極低時,電子處於基態(即能量最低的軌道),此時會呈現出許多奇異的物理現象,現在做低溫冷原子方向的也有很多,大多都是用雷射冷卻,而真要電子掉進去反而需要高能,通過高速把電子撞進原子核。

8樓:hellozhaoming

對於內層電子,從量子力學的角度來看,電子不會墜向質子是因為不確定性原理。電子的位置與動量不可對易,它們之間具有不確定性。如果電子墜向質子,它的軌道半徑越來越小,空間位置的誤差越來越小,動量的誤差會越來越大,動能會非常大,大到遠超過靜電勢所能提供的能量。

詳細的計算方法見其他樓層。所以電子被吸進原子核不是能量耗盡,而是額外需要大量的能量。

電子都只能在特定的軌道上執行。因為電子的運動需要滿足薛丁格方程(或考慮相對論效應的狄拉克方程),這些方程有許多解,每乙個解對應著乙個狀態,這些分立的解,就是分立的軌道。對於外層電子,由於Pauli排斥作用,它永遠不會墜向內層軌道,除非內層軌道上多出乙個空位。

因為電子所帶電荷是固定的,且由於Pauli排斥作用,任何乙個物質的電子密度不能無限增大,所以靜電勢所能提供的能量有限。但是物質的質量密度不存在極限(目前沒有發現上限),所以引力沒有極限。只要物質的密度突破了某一極限,引力大於Pauli排斥力,就會導致物質結構坍塌,電子墜入原子核是完全有可能的

比如超新星爆發,中子星爆發等等,同時輻射出大量的宇宙射線。

9樓:Thain Tester

通俗的說,電子不掉下去和衛星不掉下來原理是一樣的。這兩個體系都處於平衡態。

想要打破平衡,達到新的平衡。必須付出能量。

問這個問題的根本原因是把電子看作粒子了。電子的波動性導致的不確定性是電子不會自發坍縮到一起。

題主想要的掉進去屬於核反應,需要很大的能量實現,你稍微推一下電子是掉不進去的。它還會彈到這個軌道來。

10樓:歸圻

這就是盧瑟福原子核式結構模型的不足之處,玻爾為了進行完善修改,提出了3大假設,其中包括定態假設,假設了電子穩定軌道的存在,用這種假設解釋氫原子光譜圖獲得成功,所以得到了假設的合理性。就像蒲朗克的量子假說一樣,是為了解決特定問題而提出,假設與實際符合,便間接驗證了假說的正確性。

11樓:空白

《原子物理學》——楊福家,給了很好的解釋。

行星模型的困難:

任何帶電粒子在作加速運動的過程中都要以發射電磁波的方式放出能量這樣,電子就不能永遠繞著原子核轉下去。因為電子繞核轉動運動是加速運動,電子本身帶有負電荷,在加速運動中應不斷向外發射電磁波而不斷失去自己的能量,以致繞轉的軌道半徑越來越小,形成電子向著核作螺旋形的運動,最後在非常短的時間內(10-9 s 的數量級)掉到核內去,從而使正負電荷中和,原子全部崩潰(原子坍縮).然而,在現實世界中,誰也沒見到有這類事發生,非但原子沒有崩潰,連絲毫變化都未曾有過.

幾百年前的金原子到今天還是金原子這就證明原子是相當穩定的——但行星模型卻無法解釋這一事實。

玻爾的假設:

玻爾理論把微觀粒子看作經典力學中的質點,把經典力學的規律用於微觀粒子,就不可避免地使得在這一理論中存在難以解決的內在矛盾.首先,在概念上就難以理解為什麼在氫原子中核與電子之間的靜電相互作用是有效的,而加速電子在駐態(定態)時發射電磁輻射的能力卻消失了。

不確定關係對此進行了解釋,完善了量子力學。

還有下面這個,也用不確定關係去解釋了。

12樓:吃吃吃貨

波爾假設這些電子處於固定狀態(能級)上,描述它的狀態是波函式。客觀事實就是電子沒有被原子核吸收,否則它將不斷輻射光子損失能量直到被原子核俘獲,圍繞這一現象必然存在合理的解釋,所以量子力學的定態假設取得了成功,不要試圖理解這是為什麼,等你將來學的更多就明白了,首先你要尊重這樣的事實,否則你的一切分析都是錯誤的。

電子無規律繞原子核旋轉的速度是多少?如果把思維放在電子上看現實世界,是不是相當於永生?

這很正常,如果他們一直以光速運動,那物體溫度豈不是要高的可怕。它是有能量,有質量的,那麼它在運動時應該有速度的吧?這那麼是怎麼推導過去的。而且即便有速度,也不能證明其運動的連續性啊。從一點到另一點的距離除以時間便是平均速率。電子以不連續的形式從一點到另一點,也不影響平均速率的計算啊。還是希望題主思考...

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為什麼原子核中質子和中子數量的比例不會太大?

申成 關鍵是你要知道為什麼原子中需要中子?中子在原子核中起什麼作用?如果給你說一大堆物理中的專業術語到最後還是丈二的和尚摸不著頭腦。如果沒有中子那麼質子與質子之間是沒法結合的。但是過多的中子會引起核的不穩定。不穩定的核就會衰變。 歐陽閏水 通俗理解,不代表實際物理場景 質子數量多,正電荷的斥力太大,...