這是一個非常好的問題。
你說電子有角動量,問題是理論上,電子可以擺脫那個角動量,並與原子核結合。畢竟,二者之間有著強大的吸引力。但是這也是粒子物理學原理需要被納入考量的範疇的時刻了,因為當電子足夠接近那個原子核時,除了靜電力(electrostatic force)之外,其他的作用力也開始加入戰場了。
以氫原子為例,原子核即質子,是由兩個上夸克和一個下夸克組成。
上夸克具有+2/3電荷,電子會透過弱電相互作用(electroweak interaction)灰常高興地與這幾個哥們發生反應(在如此近距離的情況下,弱相互作用變得與電磁力一樣重要)。如果這一切發生了的話,這個上夸克會變成一個下夸克,同時發射出一個電子中微子(electron-neutrino)。也就是說它“吃掉”了電子的電荷,並解除了電子的“電性”(輕子數,lepton number)。
所以到現在,形式怎麼樣了呢?一個上夸克與兩個下夸克。也就是一箇中子。
但問題是,在中子內部由夸克之間的強核力所產生的正結合能比質子內要大得多。而這意味著兩件事情:第一,要把電子“推向”質子,儘管存在靜電吸力,還是需要巨大的力量,這個力需要來彌補結合能之間巨大的差值;第二,中子自身是不穩定的,半衰期大約在15分鐘左右的它,會衰變成一個質子、電子外加一個反電子中微子(antielectron-neutrino),所以最後你又回到原點了。
總結一下就是,各種核力的組合超越了電子與質子間的靜電吸力,所以電子繞著質子運動的最低軌道還真的是這個電子的最低能態了。將電子推向質子跟我們經驗理解有點出入的是,需要巨大的能量······
這是一個非常好的問題。
你說電子有角動量,問題是理論上,電子可以擺脫那個角動量,並與原子核結合。畢竟,二者之間有著強大的吸引力。但是這也是粒子物理學原理需要被納入考量的範疇的時刻了,因為當電子足夠接近那個原子核時,除了靜電力(electrostatic force)之外,其他的作用力也開始加入戰場了。
以氫原子為例,原子核即質子,是由兩個上夸克和一個下夸克組成。
上夸克具有+2/3電荷,電子會透過弱電相互作用(electroweak interaction)灰常高興地與這幾個哥們發生反應(在如此近距離的情況下,弱相互作用變得與電磁力一樣重要)。如果這一切發生了的話,這個上夸克會變成一個下夸克,同時發射出一個電子中微子(electron-neutrino)。也就是說它“吃掉”了電子的電荷,並解除了電子的“電性”(輕子數,lepton number)。
所以到現在,形式怎麼樣了呢?一個上夸克與兩個下夸克。也就是一箇中子。
但問題是,在中子內部由夸克之間的強核力所產生的正結合能比質子內要大得多。而這意味著兩件事情:第一,要把電子“推向”質子,儘管存在靜電吸力,還是需要巨大的力量,這個力需要來彌補結合能之間巨大的差值;第二,中子自身是不穩定的,半衰期大約在15分鐘左右的它,會衰變成一個質子、電子外加一個反電子中微子(antielectron-neutrino),所以最後你又回到原點了。
總結一下就是,各種核力的組合超越了電子與質子間的靜電吸力,所以電子繞著質子運動的最低軌道還真的是這個電子的最低能態了。將電子推向質子跟我們經驗理解有點出入的是,需要巨大的能量······