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这个问题现实上并不十分严密,,,,,我们可以更准确地说:“在通常情形下,,,,,电子并不会撞上原子核。。。。”倘使有相宜的条件条件,,,,,电子确实有可能被吸入原子核,,,,,但此历程需要从外界输入能量,,,,,并且是重大的能量。。。。
关于电子与原子核的关联,,,,,实则错综重大,,,,,下文将尽可能以浅易易懂的方法举行叙述。。。。
关于原子的模子,,,,,早在19世纪末到20世纪初,,,,,就有不少科研职员提出过电子最终将坠入原子核的看法。。。。其中不乏像汤姆逊与卢瑟福这样声名显赫的科学家。。。。他们的这一看法与其时的电磁理论细密相连。。。。麦克斯韦提出了著名的方程组,,,,,将电和磁统一起来,,,,,并预言了电磁波的保存。。。。此后,,,,,赫兹通过实验证实了这一预言。。。。
在麦克斯韦的电磁理论框架内,,,,,电子被以为会一直地辐射出电磁波,,,,,逐渐损失其能量,,,,,导致其轨道一直降低,,,,,直至最终与原子核相撞。。。。
因此,,,,,汤姆逊提出,,,,,原子的形态应该犹如一枚枣糕,,,,,上面缀满了电子。。。。在这个模子中,,,,,电子在原子内部匀称漫衍。。。。
卢瑟福作为汤姆逊的学生,,,,,希望验证导师的理论是否建设,,,,,便举行了著名的α粒子散射实验。。。。α粒子实质上是由两个质子和两其中子组成的氦核。。。。他用α粒子作为“子弹”,,,,,轰击金箔以洞察原子核的内部机理。。。。
基于汤姆逊的模子,,,,,原子内部应是密度匀称的,,,,,故α粒子穿过时应呈匀称的散射角度。。。。但实验效果却出人意料:
大部分α粒子轻松通过了金箔,,,,,仅有少数爆发强烈偏转。。。。这批注晰:
原子内部绝大部分空间是空的,,,,,原子核的体积细小,,,,,α粒子在撞击到原子核后才会泛起极大的偏转角度。。。。因此,,,,,卢瑟福据此提出了他著名的原子行星模子。。。。
这个模子与我们在中学学习的模子很是相似,,,,,电子像行星围绕太阳一样围绕原子核旋转。。。。原子核体积虽小,,,,,但险些集中了原子的所有质量。。。。然而,,,,,行星模子一经提出,,,,,便受到了不少科学家的质疑。。。。由于它基于麦克斯韦的电磁理论,,,,,意味着电子最终仍会落入原子核,,,,,还原为枣糕模子。。。。
厥后,,,,,卢瑟福的学生波尔提出了新的原子模子。。。。这个模子告诉我们,,,,,电子遵照牢靠的轨道运行,,,,,通常不会释放电磁波。。。。
仅当电子爆发能级跃迁时,,,,,才会放出特定份量的能量,,,,,形成电磁波,,,,,以坚持稳固。。。。波尔的模子与太阳系很是相似,,,,,因此受到了其时许多科学家的青睐。。。。可是,,,,,这一模子对氢原子有用,,,,,对其他元素,,,,,特殊是那些原子序数较大的元素,,,,,误差则很是大。。。。
紧接着,,,,,波尔的学生海森堡提出了著名的不确定性原理。。。。他提出电子并不像波尔所述的那样遵照确定的轨道运行,,,,,而应通过“电子云”来形貌其行为,,,,,电子的位置具有不确定性,,,,,甚至连电子自身也无法确定自己的位置,,,,,我们只能通过概率来对其举行形貌。。。。
不确定性原理还指出,,,,,电子的位置和动量不可同时被准确丈量,,,,,且视察行为自己会影响电子的运动状态。。。。
之后,,,,,泡利提出了著名的泡利不相容原理,,,,,该原理批注两个完全相同的费米子(电子即为其中之一)不可能处于统一量子态。。。。
换言之,,,,,统一原子轨道中的两个电子肯定拥有相反的自旋偏向。。。。泡利不相容原理的提出,,,,,使我们得以用量子力学来诠释元素周期表的纪律。。。。
电子现实上是有可能坠入原子核的。。。。为什么原子最外层轨道只有两个电子,,,,,而氦原子需要换行??????
连系泡利不相容原理和海森堡的不确定性原理,,,,,我们可以推断出一种称为电子简并力的作用力,,,,,它确保两个高地战无删减电子不可占有统一量子态,,,,,换句话说,,,,,每个轨道上的电子数目不可凌驾两个,,,,,电子简并力可以说是物质可压缩性的极限,,,,,它确保了电子不会与原子核相撞。。。。然而,,,,,在大型天体爆发超新星爆炸后,,,,,可能会泛起两种情形:形成中子星或黑洞。。。。
若是电子简并力都无法对抗自身的引力,,,,,以至于电子落入原子核,,,,,此时原子核内的质子转化为中子和电子中微子,,,,,就形成了中子星。。。。
上述结论是基于海森堡不确定性原理和泡利不相容原理得出的,,,,,现实视察效果与理论相吻合。。。。
进一步地,,,,,我们还可以从能量的角度探讨中子、质子和电子之间的关系。。。。中子和质子并非基本粒子,,,,,它们由三个夸克组成,,,,,可以进一步剖析。。。。
然而,,,,,组成中子和质子的夸克类型有所差别,,,,,导致两者的质量差别。。。。
凭证爱因斯坦的相对论,,,,,质量和能量是可以交流的,,,,,这意味着中子的能量高于质子。。。。不但云云,,,,,纵然加上电子的质量,,,,,中子的质量也高于质子和电子的质量总和,,,,,也就是说,,,,,中子的能量高于质子和电子的总能量。。。。而能量总是倾向于从高到低的流动,,,,,这就像水流向低处一样。。。。因此,,,,,在自然状态下,,,,,伶仃的中子会在约15分钟内转酿成质子和电子,,,,,并释放出能量。。。。
即即是在原子核内部,,,,,也会爆发类似的转变,,,,,即我们所说的衰变。。。。
换言之,,,,,在自然条件下,,,,,质子和电子难以转酿成中子,,,,,除非有能量的输入才华实现这一历程。。。。