原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

电子是不可以静止不动的,根据早期的玻尔原子理论,电子受到原子核的库仑力作用,在库仑力的作用下做围绕原子核的圆周轨道运动。它的速度和具有的动能不可能为零,根据束缚尺度大小,具有一个最小值。

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

量子力学诞生以后,更容易解释这个问题。电子是一直束缚在原子尺度的空间里,量子力学认为电子是微观粒子,具有波粒二象性,满足不确定关系,海森堡的不确定关系揭示的是一条重要的物理规律:粒子本身在客观上不能同时具有确定的坐标位置及相应的动量。

假定电子被束缚在原子尺度范围呢,即假定 位置变量为r,那么,因为波粒二象性,使得粒子在客观上不能同时具有确定的坐标和动量。

按照不确定关系,粒子的动量与位置这两个变量的乘积大于某个常数:

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

电子的动量必然有个不确定度,

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

△px的定义是

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

对于束缚在空间的粒子,其动量在任何方向的平均分量必定为零。

故△px与均方动量的关系为:

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

对于三维空间,

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

我们可以得到最小的平均动能 :

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

,里面m代表电子的质量,所以,电子的最小动能不可能为零,具有一定速度,绕核运动。

如果电子相对原子核速度为零,按照不确定关系

原子中的电子可不可以相对原子核保持静止不动呢?

就要求 位置的变化趋于无穷大。

另外:电子也不可能掉向原子核,

按照不确定关系,当电子距离原子核越来越近,就是r变小的过程,这个时候,电子的动量将变得更加不确定,导致电子动能急速增大,而根本不能有这样巨大的能量供给于电子,所以,根据量子力学,电子无法靠近原子核,更不要说掉到原子核上了,所以原子是稳定的,世界是和谐的。

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