真人作爱90分钟免费看视频,亚洲中文有码字幕日本第一页,亚洲精品中文字幕乱码三区,亚洲日本va中文字幕,中国熟妇牲交视频

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

我想大家都對中學學到的原子結(jié)構(gòu)很熟悉,也就是說原子內(nèi)有個原子核,核外有電子繞著原子核轉(zhuǎn),而原子核內(nèi)還有質(zhì)子中子。原子核是帶正電的,而電子是帶負電。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

我們都知道同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。原子核和電子是異種電荷,為什么不會相互吸引?

原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展

100多年前,這個問題同樣困擾著很多科學家。最早提出原子模型的是湯姆孫,他提出了棗糕模型,在這個模型中:

原子是球形的,正電的物質(zhì)均勻分布于球體內(nèi),而帶負電的電子一顆一顆地鑲嵌在球面上。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

后來,他的學生盧瑟福也提出了一個原子模型,這個模型電子是在原子核核外做圓周運動的,這也被我們稱為行星模型。但這個模型有個致命問題,根據(jù)麥克斯韋電磁學理論,電子最后還是要被鑲嵌到原子核上,簡直就是變種的棗糕模型。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

再到后來,盧瑟福有個學生叫做波爾,它為了解決這個問題,提出了另外一個原子模型,我們可以叫做太陽系模型。他認為原子內(nèi)部就像是太陽系一樣,原子核就好比太陽,而電子就像行星一樣,有一個個軌道,它們在軌道上運動。但是這個模型也不行,因為理論雖然漂亮,但是用到氦元素原子時,就不太靈了。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

最后,解決問題的是波爾的學生海森堡,他提出了不確定性原理。在這個理論中,電子在原子核外,呈現(xiàn)電子云的形式。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

但問題來了,這樣就真的確保了電子可以不掉落到原子核內(nèi)么?

水往低處流

實際上,你聽到這里,還是覺得不太靠譜了。實際上,還存在著兩個原因。我們先來說的一個,我們都知道,水是往低處流的。這種現(xiàn)象并不是偶然,說白了它是能量最低原理造成的。萬物都是“懶”的,都有個趨勢,從能量高的地方往能量低的地方去。那這和這個問題有什么關(guān)系呢?

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

如果電子掉落到原子核內(nèi),電子會和質(zhì)子反應,生成一個中子。(這個過程還會中微子的出現(xiàn),不過由于中微子質(zhì)量特別特別小,不影響最終結(jié)果,因此,我們就不把它算在內(nèi))

那問題來了,這個反應能自發(fā)進行么?

實際上并不能,核心原理就在于

“電子 質(zhì)子的總能量”<“中子的能量”

可能你要問了,它們不都是是物質(zhì)粒子么?為什么還會有能量這說法?

這就要說到愛因斯坦的質(zhì)能等價了,這個理論告訴我們一個道理,那就是質(zhì)量和能量其實是一個東西的兩個體現(xiàn),質(zhì)量里是有能量的,能量里是有質(zhì)量的。它們是相互對應的關(guān)系,具體的對應就是E=mc^2。因此,我們可以得到微觀粒子的能量。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

  • 電子的能量是:0.510 MeV
  • 質(zhì)子的能量是:938.272 MeV
  • 中子的能量是:939.565 MeV

因此,電子和質(zhì)子的總能量就是0.510 MeV 938.272 MeV=938.782 MeV,這個能量要小于中子的能量。因此,電子和質(zhì)子并沒有辦法自發(fā)反應,除非有能量的輸入。

相反,正是由于中子的能量要大于質(zhì)子和電子的能量,中子在弱相互作用下,是有一定概率發(fā)生衰變,成為一個質(zhì)子和電子的,這就要遠比質(zhì)子和電子反應生成中子容易的多。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

這里,我們再多補充一句,之所以會這樣中子的質(zhì)量(能量)要略大于質(zhì)子質(zhì)量(能量),更本質(zhì)的原因在于構(gòu)成它們的夸克的種類不一樣。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

  • 質(zhì)子是由2個上夸克、1個下夸克構(gòu)成的;
  • 中子是由1個上夸克、2個下夸克構(gòu)成的。

而下夸克的質(zhì)量是不同于上夸克的,這才導致了質(zhì)子和中子的質(zhì)量有些許不同。(下表中,每個格子的左上角第一行就是質(zhì)量欄)

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

泡利不相容原理

除了上文說到的問題之外,還存在一個阻攔電子進入原子核的關(guān)卡,我們可以理解成一種規(guī)則,這個規(guī)則就叫做泡利不相容原理。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

這就是科學家泡利通過分析實驗結(jié)果得到的一個理論,具體的表述是,

兩個全同的費米子不能處于相同的量子態(tài)。(常見的費米子就有電子和夸克)

下圖中,左側(cè)這三列內(nèi)的粒子就是費米子。(當然,還不止這些,像質(zhì)子和中子也是費米子。)

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

這定義看起來很唬人,不過你可以大致理解成電子也是需要排座次的,也講究先來后到,相同狀態(tài)的電子不能有第二個一摸一樣的。這就導致,電子在原子核外要好好排排坐,能都往靠近原子核的方向去擠。

于是,由于泡利不相容原理的存在,就會產(chǎn)生一種量子效應,叫做電子簡并態(tài),它們會產(chǎn)生向外的壓力,來抵抗把電子往原子核內(nèi)壓的力。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

在宇宙中有一種恐怖的天體叫做中子星,它們就是因為電子簡并態(tài)沒有扛住自身的引力,所以,電子就被壓到了原子核內(nèi)。但是中子也有簡并態(tài),中子的簡并態(tài)抵抗住了自身引力。但更為恐怖的黑洞,就是連中子的簡并態(tài)都沒抵抗住自身引力。

原子核帶正電,電子帶負電,為什么電子不會掉到原子核內(nèi)?(原子核帶正電電子帶負電為什么電子不會掉到原子核內(nèi))

最后我們來總結(jié)一下,電子和質(zhì)子的總能量要小于中子的能量,根據(jù)能量最低原理,電子和質(zhì)子不能自發(fā)的發(fā)生反應。同時,又因為電子簡并態(tài)的存在,它可以抵抗外來的壓力把電子壓入原子核內(nèi)。這是由于兩個原因,保證了電子不會掉入到原子核內(nèi)。

版權(quán)聲明:本文內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)用戶自發(fā)貢獻,該文觀點僅代表作者本人。本站僅提供信息存儲空間服務(wù),不擁有所有權(quán),不承擔相關(guān)法律責任。如發(fā)現(xiàn)本站有涉嫌抄襲侵權(quán)/違法違規(guī)的內(nèi)容, 請發(fā)送郵件至89291810@qq.com舉報,一經(jīng)查實,本站將立刻刪除。
(0)
上一篇 2024年4月24日 上午9:59
下一篇 2024年4月24日 上午10:04

相關(guān)推薦

  • 如何讓孩子少玩游戲適合家長會玩的游戲

    如何讓孩子少玩游戲適合家長會玩的游戲 近年來,隨著科技的不斷發(fā)展,電子游戲成為了人們生活中不可或缺的一部分。但是,過度玩游戲也會對孩子產(chǎn)生不良影響。因此,如何讓孩子少玩游戲,并且適…

    教育百科 2024年9月27日
  • 腎衰竭休克怎么辦(腎衰竭休學)

    腎衰竭休學:一個病人的故事 腎衰竭是一種常見的腎臟疾病,當腎臟無法有效地過濾血液時,人體就會缺乏足夠的水分和營養(yǎng)物質(zhì),從而導致腎衰竭。對于腎衰竭病人來說,休學是一個常見的治療選擇,…

    教育百科 2024年6月20日
  • 10種常見剛體轉(zhuǎn)動慣量公式

    在物理學中,剛體轉(zhuǎn)動慣量是研究旋轉(zhuǎn)運動的核心概念。它不僅反映了物體抵抗轉(zhuǎn)動變化的能力,更是工程設(shè)計、機械制造等領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐?!睹绹锢韺W會期刊》顯示,轉(zhuǎn)動慣量公式的準確運用直…

    教育百科 2025年3月28日
  • 商丘兒子叛逆厭學

    商丘兒子叛逆厭學 商丘是一個文化底蘊深厚的城市,也是一個人口密集的城市。在這個城市里,有許多家庭,都有著一個叛逆的兒子。然而,這個家庭也不例外,他們的兒子叫做李陽。 李陽是一個叛逆…

    教育百科 2025年5月12日
  • 葉師傅網(wǎng)癮

    葉師傅網(wǎng)癮 葉師傅是一位退休的工人,他已經(jīng)年過七旬,但他仍然堅持每周上上網(wǎng)。他每天定時定量地上網(wǎng),并且非常熱愛他的網(wǎng)絡(luò)生活。 葉師傅網(wǎng)癮的問題已經(jīng)引起了很多人的關(guān)注。雖然他的工作已…

    教育百科 2025年6月2日
  • 九年義務(wù)教育中途能休學嗎

    九年義務(wù)教育是中華人民共和國的一項基本教育政策,旨在培養(yǎng)學生的基本素質(zhì)和創(chuàng)新能力,使他們能夠在未來為社會做出貢獻。然而,在實施九年義務(wù)教育的過程中,也有一些學生因為各種原因需要休學…

    教育百科 2024年7月18日
  • 預防小學生厭學

    預防小學生厭學 小學生是祖國的花朵,他們的學習是成長中的一個重要階段。然而,近年來,小學生厭學問題已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。預防小學生厭學,我們需要從以下幾個方面入手。 一、建立良好的…

    教育百科 2025年3月10日
  • 河北2025年開學時間表最新公布

    近日,河北省教育考試院發(fā)布了2025年開學時間表,具體如下: 一、開學時間 (一)小學、初中 2025年3月20日,小學低年級、初中低年級正式開學。 2025年3月25日,小學中高…

    教育百科 2024年12月4日
  • 發(fā)在文言文中的意思發(fā)字有什么含義

    發(fā)在文言文中的意思發(fā)字有什么含義 “發(fā)”在文言文中有多種含義,其中最常見的是“分發(fā)”、“發(fā)表”和“展開”。 “分發(fā)”通常指將貨物或物品分配給某個群體或個人,例如“分發(fā)食物”、“分發(fā)…

    教育百科 2025年1月25日
  • 兒子不上學父親哭了視頻

    《兒子不上學,父親哭了》 最近,我聽到了一件令人傷心的事情。一個年輕的父親在他的兒子拒絕上學后,傷心地哭泣著。我不知道這個故事的詳細情況,但是我知道它讓人感到非常難過。 對于大多數(shù)…

    教育百科 2025年2月23日

發(fā)表回復

您的郵箱地址不會被公開。 必填項已用 * 標注