为什么electron不会撞向nucleus?

chunyuen1986

electron是负电而nucleus是正电，为什么两个不会撞在一起呢？

oceanheng

1.其实没有人看过atom ,所一以不知道electron 有没有和 nucleus 黏在    一起 ， 可能electron没有冲向nucleus 不过象磁铁那样黏在起。
2.electron 的 orbit 吸引着它，就像月亮不会被地球吸过来
　（可以用这样的比喻吗 )

（个人猜测，若有不对请高人指点）

chunyuen1986

好像要用quantum mechanics来解释的。。

@res

其实我也不清楚该用什么theory来解释
不过，我曾听过一个讲座说electrons因为travels在自己的energy shell里的时候，他会撞到nuclues。

不过，如果说他只会绕着nuclues转的话，是用centripetal force来解释。Electron想离开，只是centripetal force把他抓着，变成它只能绕着nuclues转，形成他的orbit。

是哪个才对，我也不是很清楚。

oceanheng

electron出不来怎样有ion?

kimsiang

根据古典力学的解释，电子在进行圆规运动时，因为有加速度，所以会发出电磁波，慢慢损失能量，半径越来越小，最后掉向原子。但是，事实上，我们知道这件事情没有发生。因为原子是稳定的。不然你和我也不会存在。
所以，量子力学家们就想到了把电子的轨道"量子化"，就是说轨道只能取离散值，或者说是某个定数的倍数(1h,2h,3h,4h,..)。这个被量子化的物理量就是角运动量(angular momentum, mvr = nh, n=1,2,3,...)。所以呢，电子只能存在在特定的轨道上。(化学的时候学的s,p,d,f,..轨道就是那些轨道)
说得勉强一点，就是说电子是一个守规矩的粒子。留在一个特定的轨道就是它要守的规矩。所以它不会掉向原子。

chunyuen1986

原帖由 kimsiang 于 30-8-2008 10:59 PM 发表
根据古典力学的解释，电子在进行圆规运动时，因为有加速度，所以会发出电磁波，慢慢损失能量，半径越来越小，最后掉向原子。但是，事实上，我们知道这件事情没有发生。因为原子是稳定的。不然你和我也不会存在。
所 ...

谢谢哦

my_shingo

原帖由 kimsiang 于 30-8-2008 10:59 PM 发表
根据古典力学的解释，电子在进行圆规运动时，因为有加速度，所以会发出电磁波，慢慢损失能量，半径越来越小，最后掉向原子。但是，事实上，我们知道这件事情没有发生。因为原子是稳定的。不然你和我也不会存在。
所 ...

基本上的点都有出来了。
可是“轨道”的说法毕竟还是保留在中学时期的程度 - 二维空间，是时候要考虑三维立体的世界了。
电子进行“圆规运动”的说法好像不大恰当，因为没有仪器可以准准的aim着一个electron跟着它跑。
可是却有仪器可以测出在某个时间电子会在某个地方出现。类似的结果大概如下：

蓝色点显示电子出没的地方。
然后我们就把电子出没比较频繁的地方，定义为电子的活动范围。上图显示的是s-shell的electron cloud（电子云）。
简单来讲，s、p、d、f orbit，其实都是一个立体的空间，而不是一个圆周的轨道。

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electron不会撞向nucleus的原因，我只会用数学的角度分析。
IF the electron fell into the nucleus. It would lose all its potential energy at 2.818*10^-15m.
The escape velocity of the electron would be c. The electrons wavelength = 2(PI)(R) = 1.771*10^-14m
Hence, the electrons momentum = h / lamda = 3.742*10^-20kg/m/s = p
We know the velocity = c. Giving mass = p/c = mass = 1.248*10^-28kg
Now the electron can not just gain this extra mass, it has nowhere togain it from. So because the electrons momentum becomes greater thenits wavelength, the electron can't fall into the nucleus

chan1314

之前读到bohr model, 有轨道， 之后是说probability (schrodinger equation), 在这个地方有electron 的几率是多大。 在nucleus 外面是electron cloud, 还有uncertainty principle, momentum 是无限大.

有错请纠正。

delta811

那因为electron absorb energy  才会变ion

屮0_0屮

錯

從經典力學的角度，我們不知道爲什麽電子不會撞向核子

我們是從電子不會撞向核子這個事實發展出量子力學，而不是發展出量子力學才解釋出前者的

‘電子不會撞向核子’是一個觀測，其背後沒有任何理由

fgh

为什么地球不会撞向太阳？道理一样。。。

kimsiang

原帖由 屮0_0屮 于 2-9-2008 06:36 PM 发表
錯

從經典力學的角度，我們不知道爲什麽電子不會撞向核子

我們是從電子不會撞向核子這個事實發展出量子力學，而不是發展出量子力學才解釋出前者的

‘電子不會撞向核子’是一個觀測，其背後沒有任何理由

所以我才用"勉强"这两个字。哈哈。
不过说实在的，物理学算是一个"how"，而不是完全"why"的学问。

fgh
地球-太阳是另一回事。地球-太阳的距离肯定有改变。只是我现在没有数据。还有，月亮其实正在远离我们。好像是每年几公分。

fgh

原帖由 kimsiang 于 2-9-2008 11:09 PM 发表


所以我才用"勉强"这两个字。哈哈。
不过说实在的，物理学算是一个"how"，而不是完全"why"的学问。

fgh
地球-太阳是另一回事。地球-太阳的距离肯定有改变。只是我现在没有数据。还有，月亮其实正在远离我们。 ...

你怎么知道nucleus跟electron的距离不变？

my_shingo

原帖由 fgh 于 3-9-2008 07:25 AM 发表

你怎么知道nucleus跟electron的距离不变？

没有固定距离...

中庸

還記得bound state 嗎？