03.02 電子繞著原子核旋轉,那麼電子與原子核之間巨大的空間裡有什麼?

禪者zen


答:電子和原子核之間,並不是完全空的,而是存在電子、光子、中微子、甚至引力子和其他更基本粒子。


如果只看以上回答,部分人肯定有點懵,我們需要整理一下量子力學的觀點,拋棄一些經典力學的看法。



在經典力學中,電子繞著原子核做週期性運動,電子有固定軌道,在不同軌道間躍遷釋放光子。

但實際上並不是這樣的,這個模型旨在於方便大多數人的理解而已,我們需要用量子力學的視角,來重新審視這個模型。


量子力學觀點:

(1)電子不再擁有固定的軌道,因為不確定原理,電子將以電子雲的方式,充滿原子核的周圍,在當前能級的周圍出現的概率最大,所以電子軌道和原子核間,也是可能發現電子的;



(2)電子和原子核中的質子,存在電磁相互作用,而電磁相互作用的載體是光子,或者說電磁場,所以電子和原子核間,時時刻刻都在發生光子的交換;

(3)量子力學中,引力子描述為傳遞引力的介子,雖然目前還未證實,但基於量子力學,電子和原子核間存在引力作用,自然也有引力子的交換;

(4)其他基本粒子,比如中微子等等,在一些特殊情況下,這些粒子也會經過電子和原子核間的空間;




好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


原子的內部原子核到電子外層之間並不是空的,它是一個能量空間。它的主要成分就是光子。光子在內部撐起這個空間的能量級別,對原子外面的表現是原子的溫度。



想在這裡面裝入光子,電子等SU2以外的粒子是不可能的。因為它就是物質的“二”空間。



這個空間的大小是由原子外面的溫度和由這個空間裡光子的數量共同決定的。實際上所有物質空間的大小都是由內部和外部的能量共同決定的。包括宇宙的大小。內部大於外部空間膨脹,內部小於外部空間緊縮。

這個空間的主要成分就是光子(電磁波)的成分,既電場和磁場。但是在這個空間電磁場是一個整體。只有其中的磁場有缺失的時候,對外才必須為電場。

所以電子是這個空間的時候,變成磁場,與內部原子核的磁場中和形成不帶電的原子。但是其空間依然是電磁空間。

並且無論光子和電子在這個空間裡都是相對均勻的存在。但是在四維時空則必須以旋轉的存在形式來表現去其能量和時間性質。



電子的電場進入後是磁場形式。而光子進入後電磁場還是電磁場但是是同時改變了電磁性質的電磁場並且以雲的形式存在。也就是“二”空間。它對內聯繫“一”空間,對外聯繫“三”空間。所以SU2的物質是空間的使者。



所以這個空間是與四維時空完全隔離的空間。內部成分就是電磁場。外部的表現就是溫度。溫度也就是該空間的大小。如果把溫度降低到最小,則其大小就接近零。


科學無止境


圖中的物理圖像是完全錯誤的,這是典型的用經典世界的觀念來理解微觀世界。這就好比我們是人類,我們頭腦裡充斥著工作,賺錢的概念,但如果你把這些運用在貓身上,你就會很奇怪為什麼貓不工作賺錢呢?因為它是貓嘛。

同樣我們人生來就生活在低速,宏觀的世界裡,就會誤把這樣狀態的世界所展示的具體狀態當作真理,比如一個物體必須有確定的形狀,位置等,卻不知道其實這種狀態並不是真理,只是宏觀低速下的自然經驗而已。說了這麼多,就是因為我們要討論微觀世界時,必須將自己宏觀世界的物理圖像清空,明白那只是經驗,不是真理。

但我們畢竟是人,沒法直接理解微觀世界,但我們可以藉助宏觀的物理概念來理解微觀世界,但這種理解是便利理解而已的,並不等於客觀事實,就好比我們把蜜蜂採蜜視為辛勤勞動,把階級的概念套用到螞蟻身上,但可能它們本身的理解跟我們完全不一樣。

具體說這個問題,在量子力學中電子就是一個微觀客體,這個客體由於歷史原因我們叫它電子,聽起來是一個粒子,但實際完全不是。這個客體有時候確實在某些實驗中顯示出了軌跡性,顆粒性,像一個粒子,但在某一些實驗中卻顯示了干涉性,週期性,又表現得像波。所以我們說,電子具有波粒二象性的重點在於市場它有這兩種性質,具體是什麼不知道。

由於電子具有不同能量,能量越小波長越大,而它本身是繞著原子核,因此它的波長必須等於所繞原子核周長的整數倍,因此形成了駐波。波有波節波腹,如果我們對電子進行測量,那麼在波節處探測到電子的概率最大,波腹幾乎探測不到電子(可以發現進行探測時電子由波動性變為粒子性)。也不必太對這種變來變去的行為感到奇怪,之前說過用經典概念來理解微觀純粹就是適合我們方便而已,具體如何沒人知道。


子hong


電子繞著原子核旋轉,那麼電子與原子核之間巨大的空間裡有什麼?

有一個比喻是如果原子相當於一個大禮堂的話原子核就是裡面的一個乒乓球,如此來形容原子內部的空間是非常寬敞的,但這巨大的空間內部除了電子外就什麼都沒有了嗎?

經典原子模型

動態的電子與原子核模型,周圍黃色小點代表的是電子,你會發現這些電子在原子核周圍出現的概率是隨機的,根據量子力學的不確定性原理,我們是無法測得電子的具體軌道的,只有電子的能級狀態,其從高能級跌落的時候會釋放出光子。

請忽略掉這個示意圖中的圓形電子軌道,實際上是不存在的,僅供示意,不宜較真!因此在這個區域裡,至少還存在光子的存在,其實除了光子外還有中微子和引力子(當然這個還停留在理論上未經證實)

儘管存在上述這些粒子,但這個空間內部依然是十分空曠的,所以在恆星哦白矮星以及中子星階段都將這個壓縮了,不再存在這個空間,更極端的還有黑洞,在這個天體裡,甚至都不存在任何多餘的空間,因為所有的物質都被擠入一個沒有體積的點內........


星辰大海路上的種花家


夸克的本質及電子來源

對於所有的元素都是夸克組成的,夸克是大小球結合的串,大球體積是小球體積的二倍,像葫蘆形狀,但是自然界所有的夸克類型有幾種即中性的電子對組成大小圓球連成的誇球,另一種是發光球、發二分之一光亮球、發四分之一光亮球、唯一的不發光小球,這些球上的電是電力線作用另添加的,這些以大球與小球正負異性電相吸成各種夸克,所有的夸克體積和形狀都一樣。夸克特點是,如果大球與小球都發光,只是正負電性倒換大球與小球,能組成固態金屬與固態非金屬,這些元素幾乎佔有化學元素週期表的多半位置,不存在氣態的金屬,有液態金屬如汞,有液態非金屬如溴,有氣態非金屬如氧,絕對不存在氣態金屬,假如有氣態金屬存在於空氣裡,生物就會全部滅絕。

組成碳、硅、氫、氦元素用的夸克

這些元素所用的夸克是正或負電子異性相吸成對,這些電子對,是靠自然界存在著的圓錐形狀的兩個等體積的單體旋風組合體,並且它們都處在大型電力線區域或在電力線上有規律的連成旋風串,將多個電子對旋轉成圓球形狀,這種純動力旋風體積能變化,旋轉的球體需要多大體積,旋風對就變化成多大體積,並且這兩個等體積的圓錐形狀的旋風底面重合,整體的兩個旋風組合成幾乎為橢圓形狀,它將多個電子對從它們的重合底面周圍吸取並且不停的旋轉,此時電子對集合體本身是中性的,由於處在電力線區域,它自然隨電力線上的電,旋風的旋轉動力此時成為體內電子集合體上的電力,由於旋風對不停的旋轉,這些電子對集合體就會自然成為近似於橢圓體,此時又有同樣的旋風對進入這個半成品的橢圓體的電子對集合外圍,並且這兩個等體積的旋風對的中心重合,中長軸垂直,該旋風的旋轉力,將橢圓體的電子對集合體變成了圓球體,在這個過程中大小兩種體積的旋風對造出大小兩種體積的圓球,並且大球是小球的二倍,這些靠圓錐形狀的旋風對集合,旋轉成大小電子對圓球,再靠大型的球交電力線增減電力,造成一個大電子球與一個小電子球組合體,這就是電子夸克,再靠電子夸克以不同的結合方式與不同的夸克數組成碳元素、硅元素、氫元素、氦元素。

固態金屬元素用的夸克

普遍的組成金屬元素用的夸克是,帶正電的大發光球與帶負電的小發光球,它們異性相吸成葫蘆形狀體,這就是組合金屬元素的夸克,它們的特點是這對大小球共同之處都是發光的球,但大球帶正電,小球帶負電,也叫大球為正電的兩端發光夸克或叫固態金屬夸克。這些夸克以不同的方式和不同的夸克數量結合成多種固態金屬元素。

固態非金屬元素用的夸克

這些夸克的組成是,一個帶負電的大發光球與一個帶正電的小發光球異性相吸成葫蘆形狀,這就是固態的非金屬元素用的夸克,同樣也叫大球帶負電的兩端發光的夸克或叫固態非金屬夸克。這種夸克同樣以不同的結合方式或不同的夸克個數結合了許多固態非金屬元素。

液態金屬汞元素用的夸克

這種夸克是帶正電的發光大球與帶負電的不發光小球組成的葫蘆形狀體,這就是組成液體金屬汞元素的夸克,它的特點是帶正電一端發光的夸克,這種夸克目前只有這種。

氣態非金屬元素用的夸克

這種夸克是,帶正電的大發光球與帶負電的發出二分之一光亮度的小球,它們異性相吸成葫蘆形狀體,這就是組成非金屬氣態元素用的夸克,這些夸克之間結合方式不同或用的夸克個數不同,組成許多種氣態非金屬元素,如氧、惰性氣體等。

液態非金屬元素用的夸克

這些夸克是,帶正電的發四分之一光亮度的大球與帶負電的小發光球異性相吸成葫蘆形狀體,這就是液態非金屬溴元素用的夸克。

夸克所用大小球的性質

夸克上的大小球種類,有含正或負電的大發光球、有含正或負電的小發光球、有唯一含負電的不發光小球。

大小球發亮程度組成的物質

若正電的大發光球與負電的小發光球異性相吸成葫蘆形狀的夸克即正電大光球對應負電小光球,這就是組成所有的固態金屬通用的夸克,由於這些夸克結合的方式和用的夸克數量不同,結合出許多種固態金屬元素,如鐵、銅、鈉等化學元素週期表所有的固態金屬元素;若含負電的大光球與含正電的小光球異性相吸成葫蘆形狀的夸克,即負大光球對應正小光球,這種夸克組成固態的非金屬,由於它們的結合方式不同,又用的夸克數量不同,結合出許多種固體非金屬,如磷、硼、硫等化學元素週期表上的所有的固態非金屬元素,都是這種夸克組成的(除碳、硅);若含正電的大光球與含負電的不發光小球(稱黑球)異性相吸成葫蘆形狀的夸克,即正大發光對應負小黑球,這種夸克組成了液態金屬汞元素,目前只有這一種;若含正電的大光球與二分之一小光球亮度的負電小球異性相吸成葫蘆形狀體,即正大發光球對應占小發光球二分之一亮度的負發光球,這種夸克組成了氣態非金屬元素物質,如氧、氖、氬、氪等;若佔大發光球的四分之一亮度正電大發光球與負電的小發光球結合的夸克,即正大四分之一亮度發光球對應負小發光球,該夸克結合的元素組成的物質是液態非金屬,如溴。

夸克性質

所有的夸克都是等體積的葫蘆形狀,由電子對組成的夸克是電子夸克,它組成了碳、硅、氫、氦元素;由不同發光程度的正或負電大或小發光球,靠兩個大小球之間的異性電相吸成葫蘆形狀的各種夸克,各種夸克分別以不同的方式或不同的夸克個數組成了化學元素週期表上所有的元素(除電子夸克組成的即氫、碳、硅、氦元素),每增加一種元素,這種元素都是排列一個大天體存在於宇宙繞某星球轉,隨著時間體驗某種元素的用途,就要造這種元素的天體,天體與天體之間相互提取需要的物質,這種情況造地球過程中,提取的物質種數最多,這樣久而久之在地球上積累了許多種元素,人類發現並且歸納出元素週期表。比如地球的主要功能就是產生人類,植物都是輔助人類的,但是備用的新地球剛用時,不存在輔助人類的植物,即使在地球上造出植物,地球當時不用,溫度達不到植物的永存,只有山石土類與地球並存,所以將黃土內添加二氧化硅物質,這種物質與地球永久並存,當用到這個新地球時,地球距離太陽位置恰巧使地球上的溫度達到生物成長狀態,地球上的黃土就要結合植物根系,該根系就會將黃土內的二氧化硅結合雨水,運到植物體的所有細胞內並分解成電子夸克與氧氣,所以乾燥的植物體,特別易燃,這就是細胞內的電子夸克自然成正負電子,遇到火就會點燃電子發火並且火分解出光與熱的原因。為了起初的人類生存,地球上必須種植物,只有在溫度達到四季條件下人類才能很好種植,所以地球的軌道必須成以太陽為一個焦點的橢圓軌道上運動,地球上才能出現四季並且依靠土生長植物,植物供應人類生活,由於這些重大原因,用颶風排列了二氧化硅原料天體,取部分二氧化硅再加一些別的物質,專門用在地球的表面當保護層土,用來以後人類用土種植產生食物,植物的秸稈點燃取暖煮飯等需要。由於植物秸稈燃燒時間太短,所以起初的地球表面上長的一定數量的樹木森林植物,翻入地下早已備用的高溫儲藏室裡並且封閉嚴密,這些樹木瞬間就變成煤或碳,儲藏在地下,用來以後人類取出,做長時間的可燃燃料。這樣地球上由土裡硅元素變成增添了一種碳元素,由於滿足人類需要的各種礦石,造地球過程中,就在地殼表面向下某深度,有規律的在一條直線上每相隔某距離,放入一堆同種礦石,鄰近的直線上同樣方法放入別種礦石,就這樣地球上又多了很多種礦石元素。當換上新地球時,舊地球就要重新鑄造,它每翻新鑄造一次,都要按照各種需要到各種別的原料天體上取之,就這樣一次又一次的在地球上增添物質元素的,總體來說都是圍繞人間地球需要的原料,在宇宙備用了許多原料天體。

電子的來源

由於太陽不停的發光發熱,這些光熱都是太陽上的碳原子組成的燃料燃燒發出的,當它發射出的電子對連成的光線釋放完能量時 自然變成脫落的電子對串,串上面的無力廢電子對分解成廢電子,盪漾在宇宙空間,由於造電子夸克的天體需要大量的電子,就用圓錐形狀的旋風,不能接近星球的重力線範圍,這是由於任何天體的重力線,都能吸達到組成夸克個數的電子集合,所以蒐集廢電子必須到達離開星球重力線範圍的宇宙空間即可,當這些有規律的排隊旋風到宇宙蒐集廢電子時,它們個個都在不停的旋轉,並且旋轉力使周圍廢電子順力旋轉,此時的廢電子本身得到動力,由於廢電子本身帶微量電,當它得到動力,這些動力在廢電子上就變成電力,這是動力傳給帶電體變電力的規律,此時的廢電子變成一般的電子,這些一般的正負電子就會異性相吸成對,這些電子對就會順著圓錐形狀的旋風圈,從它的下面尖處向上一圈一圈幾乎像螺旋向上排列電子對,只在外表排列,內部為空,當將旋風取電子對的標準體積排列滿為止,此時旋風的體積與綠豆幾乎相等,此時成隊列的旋風幾乎都排列滿它的體積,它們就會連著無數多個相當於綠豆體積的旋風組成封閉曲線,該曲線的橫截面是微小的旋風排列成方形或圓形圓形的有規律的隊伍,這個封閉曲線隊伍經過電力線區域,相當於將勞動成果吐出此處,仍然不停的向宇宙排列著曲線隊伍串飛著,又不停的旋轉吸著廢電子,邊吸邊朝造電子夸克的天體區域飛著,就這樣週期性的工作著,這屬於陰世人所幹的活。對於一個大型造電子夸克的天體,不知用多少個這樣的旋風排列的封閉曲線旋風隊伍,它是以該造天體區域為一點,經過這點相交於很多這樣的封閉曲線形的旋風隊伍,為了蒐集宇宙空間的廢電子造燃料,陰世就用無數個的變為綠豆大的體積的旋風隊伍,穿過造夸克天體釋放出電,再向宇宙運動,這些封閉性的不停運動的曲線形旋風隊伍,佔有大半個宇宙空間進行蒐集電子。


用戶2317392634984140


原子核和電子的半徑約10^-15米,原子半徑約10^-10米。這樣算下來整個原子空間是電子的約1百萬億倍之多。打個比方,如果把原子核和電子比作玻璃彈珠,那麼整個原子就是500個標準足球場大小的場地。目前元素週期表中電子數最多的元素是112號元素,有112個電子,那麼就相當於一個500個足球場大小的空間裡面放上112個玻璃彈珠,幾乎就看不見有東西,可想而知,原子可以被認為基本上是空的。



雖然原子絕大部分空間是空無一物,沒有任何東西。但是原子內的電子卻只能夠存在於特定的軌道上,這些電子不能夠隨便出現在這些空間內。描述電子軌道的模型有類似的行星模型和電子雲波函數模型,都是說明電子運動不是隨意的,有些地方電子可以出現,有些地方它永遠去不了。就好像空間是被分割的一樣,電子只能夠跳躍式的躍遷,而不能夠連續的運動。



如果按照真空的定義,那原子內部巨大的空間就是真空,沒有任何物質存在。當然,中微子等小粒子可以隨意穿越。不過,如果按照狄拉克的說法,真空就是充滿了負能態的電子海,這些電子能級是負的,和正能級能量差別太大,故而無法躍遷無法顯現。不過當有足夠大的能量時,這些負能級的電子就會憑空而生。


科學探秘頻道


很多人會有誤區,認為電子和原子核可以類比成是太陽和圍繞太陽運動的行星的關係,其實這是完全錯誤的,宏觀世界中我們認為地球和太陽之間是真空的宇宙,宏觀世界依靠物質間的間隔來保證彼此獨立,但微觀世界遵從的是不確定的波函數關係。以前初中科學課本上老師講過原子的結構,我們都以為原子的結構是下圖中這樣的。

但實際上,這只是方便我們去理解,電子並不是在固定軌道上運動的,電子是以不確定的電子雲方式出現的,就像下圖中這樣。

而我們千萬不要從空間的角度去思考電子和原子核之間的關係,我們應該從概率的角度去思考這個問題,電子和原子核之間存在的其實還是電子。因為在微觀世界中原子核外一定範圍內任何空間都有可能存在電子,他們具體在什麼位置實際上是不確定的,出現的位置是一個概率問題,而不是已經確定的事情,所以我們可以認為電子是充滿了整個原子核外的空間的。但我想了下題主所想表達的意思也有可能是電子和原子核之間除了電子還有什麼?目前大多數科學家認為電子和原子核之間存在旋渦狀的磁場。


科學薛定諤的貓


1:回答問題前,先來看看原子具有哪些性質;原子是化學反應不可再分的基本微粒,原子雖然在化學反應中不可分割。但在物理狀態中可以分割。原子由原子核和繞核運動的電子組成。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電,周圍的負電子帶正電。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電,從而使負原子的原子核帶負電。

2:原子核中的力量很大,其中原子核的能量被釋放之後會有相當大的危害。原子核被一種強力束縛在線度為10負15次方米的區域內,由愛因斯坦質能方程可得:原子結合能=(原子核內所有質子、中子的靜止質量和-原子核靜止質量)×光速的平方。可見任何宏觀物質都含有巨大的能量。

3:雖然原子的大部分質量都集中在原子核,但是原子核只佔據原子很小的一部分空間,你所說的這個巨大的空間不是很準確,因為核外電子是按能級排列在原子核外的,由於電子繞核旋轉,就像一個旋轉的帶電物體能夠產生磁場一樣,一個原子就會產生磁場,即磁矩;因此在這些空隙中是充滿磁場的,只不過強弱不一樣。至於更詳細的形成原因,那就得用量子力學來解釋。


恆星之力


施鬱

(復旦大學物理學系教授)

題主的思路是按照經典物理的思路,以為電子繞著原子核旋轉就類似行星繞著太陽轉。

電子與原子核要服從量子力學,電子在原子核周圍所有的位置都有一定的概率出現。在不受環境干擾的情況下,電子在原子核外有一個連續分佈的波函數,也就是說,在任何位置都有概率出現。這個波函數的模的平方就是幾率,或者說概率。

如果測量電子,它就被發現在某個位置。那麼在這個瞬間, 電子的位置是確定的,在周圍的空間是沒有電子的,什麼也沒有。但是電子的波函數立即按照這個初始條件開始演化。

波函數中有一種特殊的波函數,叫做定態。一旦落在這樣一個波函數上,那麼電子就永遠處在這個波函數上,而且能量保持不變。對應於最低可能的能量的定態叫做基態,這個波函數是球面對稱的。


物理文化與施鬱世界線


在原子中,電子並非以固定軌道運動,而是以一定概率出現在某些位置,電子的運動狀態以狀態函數描述,我們可以根據狀態函數求出結合能;

量子電動力學對微觀電磁場的解釋頗為新奇,它認為在原子內部充滿了虛光子,一個虛光子可以衰變為一對虛的±電子,電子與其中一個正電子碰撞,湮滅成一對虛光子,而原先虛電子對的電子則被暴露出來,成為新電子,這也就從邏輯上解釋了電子的概率波問題,這種效應產生的直接證據就是蘭姆移位!


分享到:


相關文章: