科学|电子会像行星和太阳一样围绕原子旋转吗？
电子会像行星一样围绕围绕原子旋转吗？
电子会像行星一样围绕围绕原子旋转吗？其实不是 ， 我们知道 ， 原子“是”质子、电子和中子的集合 ， 其中质子和中子形成中心核 ， 电子以固定路径或能级围绕原子核旋转 ， 这是原子的传统观点 。 现代量子力学的观点是电子占据的概率轨道“云” 。 电子在固定轨道上运动的概念从一开始就有一个严重的缺陷 ， 一个移动的电荷会产生磁场并耗散能量 ， 很快就会坍缩成原子核 。
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电子不是围绕原子旋转 ， 而是围绕原子核旋转 ， 原子核是质子和中子的核心 。 原子是整个单位 ， 电子和原子核 。
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而且 ， 电子并没有像引力轨道上的物体那样 ， 沿着围绕质子的线性轨道运动 。 事实上 ， 由于原子核的质量很小 ， 而电子的质量甚至更小 ， 重力是原子中最不重要的力 。 相反带电的质子和电子之间的电磁力 ， 远大于这些微小物体之间的引力 。 但是 ， 等等 ， 你可能会说 ， 如果有这么大的吸引力 ， 电子不应该只是盘旋成质子吗？这种窘境很好地说明了为什么我们不能依赖经典物理学 ， 经典物理学是为由数十亿个原子组成的物体而建立的 ， 对于单个原子中的粒子 。 因为是的 ， 如果我们有两个相反带电的台球 ， 它们有微弱的引力相互作用和强大的电磁相互作用 ， 它们就会相互碰撞！但是 ， 电子又小又轻 ， 我们不能把它当作经典物体 。
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这就是量子力学发挥作用的地方 。 作为一个整体 ， 量子力学是一套用来描述量子物体的数学结构 ， 它与经典的大尺度物理有很大的不同 。 量子力学可以产生各种有趣的结果 ， 比如海森堡不确定性原理 ， 它指出对于一些变量对 ， 比如能量和时间 ， 或者位置和动量（质量乘以速度） ， 你能测量一个的精确程度取决于你测量另一个的精确程度 。 对于每一个变量对 ， 两者的测量都有一个基本的不确定度 ， 虽然很小 ， 但在量子尺度上就会变得相关 。 相关变量之间的最小不确定性是自然界的一个基本属性 ， 对于动力和位置 ， 这引出了一个关于海森堡超速被拦下的老笑话：警官问：“你知道你当时开多快吗？海森堡回答说：“没有 ， 但我知道我在哪里！”
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不确定度原理的意思是 ， 电子实际上不能停留在原子核中 。 想象一下电子在原子核内的某个时刻：现在它的位置是众所周知的 ， 所以它的动量有很大的不确定性 。 因此 ， 速度可能相当高 ， 这意味着过一会儿电子就会远离原子核 。 事实上 ， 由于位置的不确定性 ， 我们无法真正说出电子在空间中的位置 。 更准确地说 ， 它的位置是由概率云决定的 ， 它在电子更可能（靠近原子核）的地方密度更大 ， 而在电子不太可能（远离原子核）的地方密度较小 。 这也考虑到了电子作为量子物体的波动性 。
有了这些知识 ， 我们就可以抛弃电子围绕原子核运行的旧图像 。 一个单一的电子 ， 即使它可以作为一个单独的、不可分割的粒子来测量 ， 它还是以一团云的形式存在于原子核周围 ， 云就是电子 。 云的形状是由量子力学描述的 ， 当我们向原子中添加更多的电子时 ， 我们会发现整个电子云形状的图库 ， 这些形状是原子间键合的核心 。
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