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电子绕原子核运动和行星绕太阳运动是不是相通的?

信息来源:ioocoo.com   时间: 2020-04-04  浏览次数:87

在牛顿时代,科学家知道了行星是围绕着太阳转动的,并且知道了是太阳对行星的万有引力拉着行星运动。牛顿还给出了万有引力的表达式,两个物体间的万有引力与两者质量的乘积成正比,与距离的平方成反比。

电子绕原子核运动和行星绕太阳运动是不是相通的?

过了大约100年,法国科学家库伦给出了两个电荷之间相互作用力的表达式,两个点电荷之间的相互作用力与两者电荷量的乘积成正比,与距离的平方成反比。库仑力和万有引力在表达式上的确非常相似。

电子绕原子核运动和行星绕太阳运动是不是相通的?

上个世纪初,卢瑟福通过α粒子的散射实验发现原子的中间有一个很小的核,这个核集中了原子的所有正电荷以及几乎全部的质量,带负电的电子就像行星绕着太阳转那样绕着原子核转动。这就是原子的行星模型。这个模型在人类对微观世界的认识过程中具有里程碑的意义,包括之后玻尔的氢原子模型也是在此基础上完成的。

电子绕原子核运动和行星绕太阳运动是不是相通的?

这个模型的确很像太阳系,有人还据此脑洞大开,认为太阳系就是一个大的原子,质子、中子、电子的内部还有更小的太阳系。

即使在行星模型刚提出不久的时候,电子绕原子核运动和行星绕太阳运动也是有不同的。太阳系中的行星有大的也有小的,有岩石行星也有气态行星。而绕原子核转动的电子,在当时认为都是一样的。

后来人们进一步深刻认识到,根据原子的行星模型虽然可以精确计算很多问题,但是它不是完美的,甚至可以说是错误的。

轨道这样的概念是经典物理学中的概念,深入到更小的尺度上粒子就会表现出波粒二象性,电子既有粒子的性质又有波的性质。波就不会局限在一个点,而是会扩散到空间中。

现代物理学中原子的模型已经不再是行星模型,常用的是电子云模型。电子云越密的地方表示在那里测量到电子的几率越高,电子云越稀疏的地方表示在那里测量到电子的几率越低。而行星绕着太阳转,是不用这种云模型表述的。这就意味着原子现在的模型和太阳系中行星绕太阳运动是根本不同的。一些人设想的太阳系是一个更大的原子,或者认为粒子内部还有太阳系,这样的设想也是毫无根据的。

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