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  • 1 # 徒勞無功著

    因為原生的高速。但是這裡面有兩個問題,1、電子原生速度(很快,遠大於宏觀速度但遠小於光速)的初能量哪裡來的?2、為什麼高速運動了就不被原子核吸引卻又不能完全擺脫?這真的是一件很不可思議的事!第一個問題以目前的理論來看,還是無解,我的一個看法就是初態無法解釋,它就是一種存在,這是一種本質!也許以後會有人能夠解釋得更清楚一些吧!第二個問題從宏觀解釋上好理解,因為速度快了,就能脫離引力,不被捕獲!而為什麼又不能脫離核的引力,這個就是一個極限問題,好比第一、第二、第三宇宙速度一樣,當外界給予電子更多能量之時,它就能突破極限,然後脫離核,飛奔而去了!但是這裡面又出現了一個問題:電子在運動過程中能量為什麼不會逐漸減少甚至消失?(就像宏觀物質,我們給它一個初能量,飛行起來了,但慢慢地就會不斷減速,最後掉下來了!)要想解釋這個問題,首先微觀世界不要用宏觀感受去等同身受。我的感覺是這樣的:電子離原子核越近速度就越快,而且不會無限接近,一定有一個壁壘無法突破,離原子核越遠,速度就越慢,所以無法逃離原子核的引力,在整個過程中,如果沒有外來能量的支援,永遠維持著能量守恆,也就是初態不可改變!至於為什麼不會慢慢慢下來,這是因為微觀世界裡不像宏觀世界存在阻力,那問題又來了,為什麼微觀世界裡沒有阻力?這裡面就涉及到了阻力的來源問題了,大顆粒且都是電中性才能產生阻力,而在原子內部,外層只有電子,小且同電性,只能維持一定距離的執行,彼此不干擾,所以就沒有阻力了,在沒有阻力的世界裡,如果沒有外力介入,能量既不產生也不會被消耗!

  • 2 # 格斯巴金

    電子為負電荷 ,原子核中的質子帶正電荷,根據異種電荷相吸的原理,電子會受到原子核的吸引力。但是,因為電子運動速度很高,所以電子的離心力抵消了電場的吸引力,從而圍繞著原子核運動。這一點大家都很容易理解。

    現在正真的問題來了。核外電子的運動是不規則的,不像地球圍繞太陽轉那樣存在穩定的軌道。電子的軌道其實是電子雲,電子朝各個方向的運動都存在,意味著某個時刻,必然有一個電子朝著原子核衝去。根據常識,這個電子必死無疑,將被原子核俘獲,元素將發生改變。然而,現實告訴我們,原子是穩定的,電子即使衝向原子核也不會被原子核俘獲。難道是原子核會反彈電子嗎?

    原子核還真的會反彈電子,即在電子接觸到原子核之前把電子反彈回去,從而使得電子永遠不會打到原子核上去。那麼,是什麼原因使原子核反彈電子呢?

    為了回答這個問題,我必須把《場子論簡介》的部分內容貼出來,因為不能一兩句話說清楚。

    -----------------------------下面是《場子論簡介》部分內容------------------------------------------

    3. 場子論模型

    假設存在至少兩種場子,分別是場子α和場子β。假設場源既可以把場子α轉化為場子β,又可以把場子β轉化為場子α。

    α場子速度為c1,質量為m1;β場子速度為c2,質量為m2。他們存在以下關係:

    c1 > c2

    m1 < m2

    α內能 < β內能

    即質量越小,速度越快,內能越小。

    當場源對場子α和場子β進行相互轉化時,因為場子的總質量不會改變,速度大小發生改變,所以場子動量發生改變,因此場源在轉化場子時受到衝力。

    圖 1

    如圖1所示,場源對場子α和場子β進行相互轉化,從而獲得衝力。當場子α轉化為場子β時,場子動量減少,場源獲得一個向右的衝力。當場子β轉化為場子α時,場子動量增加,場源同樣獲得一個向右的衝力。

    -----------------------------下面是《場子論簡介》部分內容------------------------------------------

    4. β場

    β場由場子β構成。如果存在兩種不同的β場子,且場源只吸收其中一種β場子,而排斥另外一種β場子,那麼場源之間存在吸引或者排斥的關係。如果場源互相吸收對方發出的β場子,那麼場源之間相互吸引;如果場源互相排斥對方發出的β場子,那麼場源之間相互排斥。不過,有時候相互吸引的場源在某種條件下也會相互排斥。

    -----------------------------下面是《場子論簡介》部分內容------------------------------------------

    4.1.2. 場方向存在夾角

    當場源運動時,空間中某個點的場子的運動方向與場源存在一個夾角。場源運動速度越高,夾角就越大。

    圖 4

    如圖4所示,當場源從C運動到A時,場子也從C運動到B,很明視訊記憶體在一個夾角δ。如果AC距離越大,表明v越大,那麼夾角δ就越大。

    圖 5

    如圖5所示,紅軸為x軸,綠軸為y軸,藍軸為δ,灰面為v=0,紅面為v=0.9c2,綠面為v=0.5c2。從圖可以看出,y=0時,角度差δ最大;速度v越大,角度差δ越大。

    -----------------------------下面是《場子論簡介》部分內容------------------------------------------

    4.2.3. 吸引變排斥

    場源對場子的轉化能力存在極限。如果打到場源的場子不斷增加,超出轉化極限,那麼場源將把多餘的場子反彈回去。

    假設兩個場源是相互吸引的,那麼說明他們都吸收對方發出的β場子,然後轉化為α場子。如果兩個場源相對加速運動,那麼彼此觀測到的場強都增多。當觀測場強達到極限時,場源再不會吸收場子,而是反彈這些場子。當反彈的場子逐漸增加時,吸引慢慢轉化為排斥。

    典型的例子是原子的電子運動。核外電子既不能遠離原子核,也不能靠近原子核。當電子遠離原子核時,電場力就會把電子拉回來。當電子射向原子核時,電子反彈的場子β增多,吸引力就會變成排斥力,電子就會被推離原子核。因此,原子的結構是穩定的。

    -----------------------------《場子論簡介》部分內容結束---------------------------------------------

    由上述可知,當電子衝向原子核時,電子從吸收場子變成反彈場子,導致引力變斥力。

    正是因為這個斥力,電子才能被原子核反彈回去。

    想象一下,假設原子核靜止不動,電子高速射向原子核。剛開始,電子加速運動;接著,由於電子轉化場子達到飽和,開始反彈場子;電子開始減速,最後勻速打到原子核上。這到底怎麼回事,不是說好電子被反彈回去的嗎?

    問題出現在原子核靜止不動的假設之上。當場源運動時,場源激發的場的方向與場源存在夾角δ。也就是說,電子受到的電場力的方向不在電子和原子核連成的直線上。因此,電子的運動路線應該如下圖所示:

    原子核震動就像一個武林高手拿著一把劍左右擺動,撥掉射向他的箭。因此,震動的原子核的斥力使得電子無法打到原子核上。要電子射到原子核上,得想辦法讓原子核停止震動,但是,這個很難。

  • 3 # 科學重口味

    在原子核周圍,電子以電子雲的方式,繞著原子核旋轉,在固定的時間,電子沒有固定的位置。

    電子會因為自己得到能量的高低,軌道會發生變化,當能量高,它會躍遷到更外層的軌道,如果沒有更多能量,它又會再次跳回更低的軌道,此時,它的能量會以光子的形式發射出來。電子就是以這樣的方式週而復始,重複著這樣的過程。

    世界上所有的輻射,包括我們看到的每一束光,都是電子從高能躍遷到低能狀態時,釋放出來的輻射形式。

    根據電子所在軌道的不同,電子雲有不同的形狀。

    回到題主的問題,電子能落到原子核上,或者直接飛走嗎?

    都是可以的!

    當電子獲得極高能量時,電子便會成為自由電子,逃離原子核的束縛。

    當壓力足夠強大,電子也會在原子核引力的作用下,落到原子核中,與原子核裡的質子發生電荷的中和,形成不帶電的中子,這個過程叫做“電子俘獲”,它是一種重要的放射性衰變模式,並伴有大量的能量釋放。這個時候,元素也因此衰變為另外一種元素。

    中子星正是這樣的存在,它的形成過程,正是電子跌落進電子核的過程。

    一顆正在燃燒的中子星。

  • 4 # 長舞帝歌

    因為一些二貨不懂,你跟他們解釋他們說你瞎說,你引經據典,拿課本跟他們說,他們卻說你看的是地攤文學。所以你跟撒比說科學,就等於對驢彈琴!

  • 5 # 魅力科學君

    關於這個問題,相信大家都會從宏觀的層面來思考,比如說太陽對地球有著巨大的引力,而地球為什麼不會掉進太陽。這個問題很好解釋,這是因為角動量存在的原因,如果要讓地球掉入太陽,就必須要讓地球的動能減少,或者大幅度降低地球的軌道,顯然這是不大可能的。

    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執行,那電子將會因不斷的失去動能而掉入原子核裡。

    事實上,電子的執行軌道與地球完全不同,簡單的講,就是電子出現在原子核外的地點是隨機的,不確定的,這一刻它出現在左邊,下一刻它又莫名其妙地出現在右邊,而影響電子執行軌道的關鍵,就是能量。

    根據能量守恆原理,如果某一種能量升高,那麼必定伴隨著另外的能量降低,而為了保持能量的平衡,世間萬物都會自發的趨向於使能量降到最低,這就是“能量最低原理”,意思就是一個系統的能量越低,它就越穩定。

    同樣的,原子也會遵循這一規律,當一個原子處於最低的能量狀態時,就被稱之為“基態”,基態之外被稱之為“激發態”。為了幫助大家理解,這裡舉一個不恰當的例子來說明,你向天空扔出一塊石頭,這個時候石頭就處於“激發態”,而當這塊石頭落在地面上停止不動的時候,它就處於“基態”。

    我們可以理解為,電子總是趨向於“基態”的軌道,但在宇宙中,能量的交換是無處不在的,所以電子可以透過各種方式來獲得能量,通常來講電子獲得的能量越高,它就離原子核越遠,當電子獲得了足夠的能量,它就可以掙脫原子核的束縛,變成自由電子。所以通常來講,電子都不會執行在“基態”的軌道上。

    現在我們可以說出這個問題的答案了:處於“基態”的原子,其電子的執行軌道是不在原子核之內的,因此電子也就不會掉入原子核內了。但是新的問題又來了,為什麼這個軌道不在原子核內呢?在搞懂這個問題之前,我們需要先了解一些其他的知識。

    電子俘獲其實在某些特定的條件下(例如外加的壓力以及不穩定的原子核等),電子是會掉入原子核的,當一個電子被原子核俘獲時,該原子的原子核內的一個質子將會與這個電子轉變成一箇中子,與此同時原子核會釋放出一箇中微子。一般來講,原子的序數越高,越容易發生電子俘獲。結合能如果一個物體由多個部分組成,那麼它的各個組成部分之間就會存在一種能量,將它們結合在一起,這種能量就被稱之為結合能。結合能的大小決定了一個物體的各組成部分的緊密程度。中子和質子的構成根據現代粒子物理學標準模型,中子和質子是由夸克組成,具體為質子由兩個上夸克與一個下夸克構成,中子則是由兩個一個上夸克與兩個下夸克構成。

    由此我們可以看到,因為中子和質子也是由多個組成部分構成,所以它們也具有結合能。而事實上是,中子的結合能比質子的結合能要大很多。這也就意味著,如果要將一個電子與一個質子轉變成一箇中子,就必須要有額外的能量來補充中子和質子結合能之間的差值(能量守恆定律),而這個能量僅靠電磁力是遠遠不夠的。

    這就是電子不會輕易掉進原子核的更深入一點的解釋,我們所瞭解的中子星,其實就是透過巨大的引力疊加效果,才有足夠的能量將電子壓進原子核,因此我們也可以知道,中子星的外層其實並不是由中子組成。

  • 6 # 自然風57778401306

    這是微觀世界裡的事物,電子纏繞的原子核,在性質上是一個個體,即原子核蒸發出來的能量體,又叫電子雲粒子,就像一塊燒紅的鐵,有亮光有熱量,如果看到它變暗不是那麼灼熱,其實是這塊鐵的熱能量在減少。電子為什麼不落到原子核上?科學理論認為,大質量的恆星衰變形成引力坍縮,有可能變成黑洞或者是中子星,前者是因為質量足夠強大演變成黑洞引力奇點向外噴射高能粒子能量物質;後者是因為電子向原子核中心坍縮演變成中子電粒子形態,故稱中子星。其實,原子核在形式上就是一個帶電能量體物質,是電子的正極,纏繞的電子為負極,當多個原子核靠近形成一個龐大的原子核中子星體,在強大的引力作用下,負極電子雲會剝離開來,在高溫下變成高能電粒子向外輻射逃逸,中子星的旋轉產生許多負電子,同時像剝繭抽絲一樣損耗能量。這個物體就像一塊燒紅的鐵,中子星的質量在剛誕生時有很高的噸位,自轉的速度也相當驚人,在時間的長河中與空間磨擦,能量也會慢慢丟失,當它能量耗盡的時候會變得暗淡無光,變成一塊輕質量的鐵隕石遊蕩在某個星系裡。

    這樣,黑洞與中子星所走的路完全相反,黑洞吞噬一切變得強大起來,中子星自我消耗化整為零。兩個中子星相撞的機率也很少,相撞是爆炸蒸發消亡,不會是二星合一的結果。

  • 7 # 熱點追蹤部

    解決這個問題,我們先從科學家從發現原子核,然後到解釋原子核,再到提出原子核模型的說起。

    但是這個模型存在問題,就是它只能解釋元素週期律,不能解釋光譜線。

    另一個是日本的物理學家長岡半太郎,他提出土星環模型,就是像土星一樣,外圍是電子圍繞原子核運動。

    這個模型可以解釋光譜線,但不能解釋元素週期律。

    然後到盧瑟福發現了α射線β射線和γ射線,在1908年用α射線轟擊金箔發現α射線散射現象後,知道原子內大部分是空的,原子核是非常小的一點,盧瑟福提出了原子行星的模型。

    但是可惜的是,這個模型也有缺點,甚至連解釋光譜和週期律都還有問題!在電動力學中我們知道,帶電粒子做變速運動是會輻射光子的,它會產生電磁輻射,所以它的能量會越來越小,最終落入原子核上。

    波爾原子核模型

    波爾解釋原子外電子是在固定的軌道執行的,這個軌道不會發生變化,至於為什麼,波爾也不知道,但他提出電子是這樣執行的,電子應該是會自發的在最低能級,最低能級滿了就只能往上一個能級了(這個模型就可以解釋週期律和光譜線了)。

    然後就是泡利不相容原理的誕生了,既然電子在固定的軌道,並且總是往最低能量跑,那麼為什麼外層還有電子呢?泡利提出每個軌道只有兩個狀態的兩個電子能在同一個層級,至於為什麼,泡利也不知道。

    總結

    電子在固定的層級運動,當電子發生躍遷時候,會釋放或吸收電磁輻射,而每個層級因為有泡利不相容原理導致每個層級有固定的電子數目;

    現在的科學認為原子核外是電子雲形式,雖然也是符合波爾的量子軌道化,但是由於量子力學的發展,我們也知道電子的分佈是機率的,我們無法精確的測量每個電子的位置和狀態。所以,我們就依據波爾的理論解釋就行,電子有固定能量級,吸收量就往上走,釋放能量就往下走。

  • 8 # 宇宙探索

    很多人把原子結構比作太陽系結構,事實上一點也不像,兩者有本質區別。

    太陽系內八大行星在各自的固定軌道上執行,非常穩定,不會跑到其他行星的軌道上。而原子中的電子完全不同,它沒有規定的軌道,而是會呈現出電子雲的狀態隨機地出現在原子核外面!

    當然這種隨機也是有一定規律可尋的,只能從一個軌道直接躍遷至另一個軌道,從基態躍遷至激發態,或者從激發態躍遷至基態。

    基態是電子最穩定的狀態,距離原子核最近,而激發態相對不穩定,電子總是趨於躍遷至基態!當電子吸收能量時就會躍遷至激發態,反之釋放能量時就會想基態躍遷!而基態並不位於原子核內,所以電子不會落到原子核上。好比一塊大山上的石頭,它總是趨於落向山谷!

    但並不是說電子絕對不顧落向原子核,這需要極大的能量,中子星的形成就是電子落向原子核形成中子的過程,我們都知道中子星引力巨大,可以創造強大的引力!

    那麼一般情況下為何電子不會落到原子核上?基態為何不會位於在原子核內?這與結合能有關,中子的結合能遠高於質子,所以電子要想和質子中和成中子必須吸收巨大的能量才可以,不然能量就不守恆了!

  • 9 # 理性科普者

    原子的核式模型只能揭示原子結構關係,而不能說明其運動關係。實際上,電子繞原子核的轉動並不是圓周運動,而是在一定範圍內隨機的繞著原子核的運動,其運動規律量子力學才可以描述它。因為量子力學最大的特性,就是不確定性,是機率學。

    由於電子運動的不確定性,過去,我們用"電子雲"來描述電子的運動特性,在電子經常出現的地方,電子雲密集,電子不經常出現的地方,電子雲稀疏。所以,電子具有能量大小也是不確定的。如果在離核較遠的地方運動,動能大,勢能小,易脫離核的束縛。離核較近的地方勢能大,動能小。即電子的運動是在不同的能級之間運動。

    當電子從較小的能級運動到較大的能量時,必須克服作用力做功,這樣就要消耗其它形式的能量。例如,冰箱消耗了電能,才能夠把熱量從低溫區域"搬到"高溫區域,自然界中的水不可能從低處流向高處,如果是從低處流向高處,必然消耗了其它形式的能量,如抽水蓄能發電站就是消耗了電能,農業灌溉消耗了電能或化學能。

    所以,在沒有外界能量提供給電子的情況下,電子不可能進入原子核內部的,即使有能量提供給電子,這個能量要巨大,否則,不足以克服核力做功,使電子落到原子核裡。有一種能量可以達到這個級別,那就是熱核反應。核裂變提供的足夠能量促使核聚變,電子參與了核聚變的過程,併產生了新的原子核。

    總之,物質的運動規律是遵循一定的自然法則,包括能量的轉移、轉化、流動等都要遵循能量守恆定律。違背自然規律,人類必然要受到懲罰。

  • 10 # 時空通訊
    這個問題似乎說不清,我查找了很多資料,也看了一些朋友的回答,都不能令人滿意,所以也來說說,可能還是不能令人滿意。

    這個問題我一直想弄清,電子與原子核之間到底是一種什麼樣的力在起作用。

    我們已經知道了,這個世界現在已知的有4種相互作用力存在,即引力、電磁力、強力、弱力。

    引力是我們最常見的力,凡有質量的物體都受這種力的約束。引力和慣性實際上也就是質量的根本屬性,質量與引力和慣性同在,而引力實際上就是一種慣性力。

    電磁力充斥著我們的生活,什麼摩擦力、彈力、機械力都屬於電磁作用力的範疇,事實上,電磁作用力和引力一樣,主要表現在宏觀現象。

    強力和弱力都是描述微觀現象的力。強力是核力,主要是原子核質子中子之間的作用力,是世界上最強的力,也是作用極短的一種力,只在10^-10m~10^-15m的距離才起作用,只管把原子核粘在一起,誰要分開它們,沒幾把刷子就別做夢了。

    只有兩個方法可以把原子核拆開,一個高溫,一個高壓。這個高溫可不是一般的高,至少幾百上千萬度吧;高壓也不是一般的高,太陽中心壓力達到3000億個海平面大氣壓,才能夠維持太陽中心源源不斷的核聚變。

    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。原子的模型經歷了四個階段,即道爾頓模型、湯姆遜模型、盧瑟福模型、玻爾模型核泡利不相容原理。

    最早道爾頓提出了原子時物質最小不可分割的實心球體模型;

    再後來盧瑟福提出了行星模型,認為原子由一箇中心佔主要質量的原子核,外面電子圍繞著旋轉的系統組成,電子獲得能量就躍遷,失去能量就降到低能軌道;

    後來發現如果一直這樣下去,電子會不斷的喪失能量,電子不可能一直得到能量補充,終將跌落到原子核,這個世界將不復存在。於是波爾提出了電子能量放出是一份一份量子態的,不到一個整份就不會發出,而且電子在各自軌道執行,沒有外力不會損失能量,這樣可以達到永遠平衡。

    再後來海森堡提出了電子雲原子模型,認為微觀粒子具有波粒二象性的基本特徵,電子繞核運動會形成一個帶負電荷的雲團,具有在一個確定時空座標與動量不能同時測準的性質。

    泡利不相容原理又進一步明確了電子不同能級軌道最多隻能容納兩個電子,而且自旋方向必須相反。

    由此,原子模型理論越來越趨於現代量子力學的範疇。那麼到底是什麼力量約束著電子和原子核這種關係呢?還是沒有一個明確的答案。

    有人說是庫侖力,庫侖力本來就是電磁相互作用力的範圍,電子帶負電,原子核帶正電本來正負相吸,會被吸到一起去,但它們一直分的很開,以至於一個原子主要質量在原子核,而原子體積卻比原子核幾千億倍。是什麼力支撐著它不垮塌呢?

    玻爾模型合理的解釋了電子不會掉落到原子核的原因,主要是由於電子並不是一直都在釋放能量,而是不能達到整份釋放時,就會一直保持執行的軌道。

    電子與原子核的這種關係不管是行星模型還是電子雲模型,其受得相互作用力性質是一樣的,只不過在量子理論中,電子在自己能級的軌道上下左右的位置和動量具有不確定性,所以呈現出電子雲狀態而已。

    在極端的溫度和壓力下,電子會脫離原子核成為自由電子,原子核會發生融合,這就是核聚變;壓力極高,比如中子星,電子被壓進了原子核,與質子中和為中子,整個星球就變成一個由中子組成的大原子核。

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