1樓:西南辣椒妹記
這是乙個極為重要的問題,而正是對這個問題的最終產生了量子力學。
首先我們看看太陽系為什麼沒有坍塌,因為太陽系也幾乎是真空的。牛頓的是這樣的:雖然萬有引力使得太陽對太陽系內的天體都有引力,但是包括地球在內的天體繞著太陽的運動的離心力和引力達到了平衡,使得這些天體不會坍塌到太陽上。
但是如果用廣義相對論考察這些天體的運動,我們就會發現,這些天體的運動必然會產生引力波損失能量,最終太陽系還是會坍塌的。當然詳細的計算表明,依靠引力波損失能量的時間尺度會太長,很可能太陽本身的演化最終會導致太陽系瓦解掉。
最開始物理學家盧瑟福也是試圖用太陽系的模型來理解原子為什麼不塌縮的。原子核帶有正電荷,而電子的電荷的負的,所以原子核和電子之間有吸引力,類似太陽對行星的吸引力。電子為了不掉到原子核上,就必須繞著原子核高速運動,讓離心力和吸引力達到平衡。
但是這有乙個嚴重的問題,那就是電子繞著原子核運動就是加速運動,而電荷的加速運動必然會產生電磁波輻射。按照麥克斯韋的電磁場理論進行計算,立刻就發現電子的電磁波輻射會很強,幾乎瞬時就會損失掉全部的動能落到原子核上,也就是穩定的原子不可能存在!這顯然是荒謬的!
那麼怎麼辦?物理學家波爾就提出了關於原子的最早的量子模型:電子在原子核內並不是繞著原子核做瘋狂的圓周運動,而是處於一些穩定的軌道上,在這些軌道上不會產生電磁波輻射,只有電子在這些穩定的軌道(也稱為「能級」)之間跳動(也稱為「躍遷」)時,才吸收或者發出光子,光子的能量就是兩個軌道的能級之差,因此光子的能量就是「量子化」的,這就是最早的波爾原子模型,根據這個模型計算的氫原子的光譜和實驗觀測到的非常一致。
當然現在量子力學比當初波爾提出來的時候複雜和完善了很多,我就不在這裡介紹了。由於波爾當時的這個思想是革命性的,就靠著這個工作獲得了諾貝爾物理學獎。
2樓:人能科技探索
因為原子內部的電子在原子核的外部做穩定的執行,這樣才導致了原子沒有塌縮,如果原子塌縮,宇宙中的所有物質都會塌縮,宇宙就不復存在。
3樓:帳號已登出
因為暗物質把原子隔離開,暗物質是人的肉眼無法看到的物質,廣泛存在於真空中,所以原子可以在真空中沒有塌陷。
原子的內部空間完全是真空的,是什麼原因導致原子沒有因此而縮小呢?
4樓:黃先生生活社會說
電子不是無限小的點粒子。相反,它更像是一朵雲。當被質子的電磁引力「固定在適當的位置」時,電子雲就會收縮並「擠壓」成乙個直徑約為一奈米的球形體積。
「量困歲子效應」有效地為電子雲提供了一種「量子壓力」,你越是試圖把它擠壓得更小,量子壓力就越「有效地」阻止進一步的收縮橋尺彎。
中性氫的基態代表了電子「雲」與質子的電磁引力之間的平衡,電磁引力傾向於將電子「雲」向質子收縮,而電子本身的「量子壓力」反對進一步的收縮。 因此,圍繞質子的電子「雲」實際上更像乙個恆星,像我們的太陽。我們的太陽是乙個球狀的等離子球,在中心核心區域密度最大,但向外延伸700,000公里。
同樣,在乙個氫原子1s基態的電子「雲」,中間是密集的,但向外延伸約半奈米。當然,太陽沒有堅硬的表面,日冕延伸到遙遠的太空。同樣,處於氫原子1s基態的電子「雲」有乙個擴散的、指數遞減的「暈」,通常稱為「波函式」的「尾部」,它也延伸到更大的半徑。
注意,我們的太陽繞著它的軸旋轉,所以它的角動量也一樣。1s氫原子中的電子「雲」沒有類似的角動量,它更像是一顆沒有自旋的理想恆星。
把電子想象成繞原子核旋轉的點粒子,因此電子「雲」的任何實際自旋都被稱為所謂的「軌道」角動量。這樣的狀態確實存在,其中電子「雲」實際上繞著原子核,繞著原子核的某些軸旋轉。然而,這種所謂的「軌道」角動量與電子的「自旋」角動量是不一樣的。
在原子中敏悶,電子位於被稱為能級的「殼層」中。能級與原子核的距離是固定的。電子可以從乙個能級躍遷到另乙個能級,但前提是它們能獲得或失去適當的能量
例如,乙個電子要從第乙個能級躍遷到第二個能級,它必須精確地獲得與兩個能級之間的間隙相對應的能量。同樣,電子也可以從第二能級下降到第一能級,前提是隻有當它釋放出準確的橋樑之間差距的能量。
所有的電子都傾向於落入最低的可利用能級,因此電子似乎都佔據了第一能級,聚集在原子核附近。但是,每個能量級別都有乙個最高佔用級別。第一能級只能容納兩個電子。
如果第乙個能級已經包含兩個電子,那麼任何額外的電子必須進入第二個能級,可以容納多達8個電子。電子總是落在可利用的最低能級上,但它們不能在能級之間結束。
這就是為什麼所有的電子都不會塌縮到原子的中心,它們根本就不能當你開始瞭解量子力學的本質時,你會發現,能量水平實際上是分層次的。在原子中定位電子比這裡描述的要複雜得多。
5樓:創作者
主要是因為量子效應,產生了量子壓力,沒有辦法維持電磁引力的平衡,會產生昌磨瞎收縮耐空的情況遊敬,所以才會導致原子沒有因此收縮。
6樓:樂樂在此呢
量子效應,量子壓力,質子和電磁引力的平衡情況,導致原子沒有因此縮小,不會影響到原子的中心情況。
為什麼原子不會坍縮呢?
7樓:西楚張小獅子
是試著從那些不知道能量等級的傳統物理學家那裡得到這個問題的答案。答案基本上有兩種形式,我們不知道,或者他們會引用一些原理或定律(比如泡利不相容原理),他們不知道為什麼這些定律或定律會在第一時間存在。
能量層次理論了這個問題,什麼是黑洞?它是時空的扭曲,使光無法逃離黑洞的區域。物理學家們不知道時空是由什麼組成的,也不知道質量屬性「彎曲」時空的機制。
讓我們面對現實吧,如果你說時空正在被彎曲,那麼被彎曲的東西一定是由「某種東西」構成的。
能量層次告訴我們時空中的距離是如何產生的,以及什麼決定了「直」的引數。它還告訴我們含有質量的粒子的本質。它告訴我們乙個電子可以被認為是乙個黑洞。
為什麼?因為它可以在它所佔據的時空中捕獲光子。之所以如此,是因為含有質量的粒子創造了時空,在這個時空中,靠近電子中心點的圓形路徑被視為一條直線。
決定「直」引數的是時空中沿路徑的能量。光會在其路徑上有更多能量的一邊以較慢的速度傳播,無論能量是時空的能量還是粒子的能量。當能量梯度如此之大,以至於光子經過的路徑變成圓形時,就會產生黑洞。
如果你從波動力學的角度來看待原子,那麼答案就會變得很清楚。所以忘掉你們學過的東西,尤其是波爾原子模型或者任何行星繞太陽旋轉的類比。原子必須在量子水平上描述。
當電子波繞著原子核傳播時,它會輻射能量。但當波在1/2或整個波長內折回自身時,這種能量被重新獲得,從而形成駐波。想象一下湍急的溪水流過岩石的情景。
由於支援駐波的水倒流,岩石將產生駐波。這些通常被稱為「白浪」。河上衝浪就利用了這一點。
因此,電子波以一種類似的機制來支撐自己。也就是說,在上面的例子中,電子並不像水繞著岩石旋轉那樣繞著原子核旋轉,但剛好能提供支援。結論:
丟失的電子波的能量由於丟失的能量與原波的能量相互作用並相互支援而被重新獲得。
那麼為什麼原子不會坍縮呢?因為在含有質量的粒子之間存在力,不允許含有質量的粒子的能量佔據彼此附近的相同空間。這就是泡利不相容原理背後的原因。
這些力的作用已經被研究出來了,但是產生這些力的能量場如何存在於粒子中還沒有被研究出來。要理解這一點,你需要有能量層次理論的知識。
8樓:燒烤味吻你我
原子核的作用空間很小,雖然原子核的內部是空心的,他們所佔據的空間並不是空的,而是電子雲的位置,兩個原子之間是同性電,所以會相互排斥。
9樓:阿公尺巴
因為原子中的內部結構是非常緻密的,由於這種緻密的結構,原子就不可能發生坍縮。
10樓:數位技術小輝
因為原子是組成物質的最小單位,體積不能再小了,所以原子不會坍縮。
原子內99%都是空的,那麼大的空間裡會存在什麼東西?
11樓:技術小輝
電子。因為原子是由原子核和電子構成的,其中電子繞著原子核高速旋轉,佔據了99的空間。
12樓:紅中學渣一枚
那個空間存在高速運動的電子,電子的體積非常小,所以看起來原子內部都是空的。
13樓:積極的月茫
根據量子力學的描述,原子內的電子不是規規矩矩地圍繞著原子核執行,而是以一種「概率波」的方式分佈在原子內的空間,它們會按照一定的概率隨機地出現在原子內的空間裡,電子的這種分佈方式被稱為「電子雲」,也就是說,原子內的空間並不是我們想象中的那麼空曠。
原子是空的 為什麼感覺是緻密的
14樓:又逢舊日春歸
很沒迅多理由能夠解釋你這個問題,我寫兩個。
人眼解像度極限。就算不用數學推導你也知道人眼看不到原子層面,那麼所謂的空就無從提起了。
2. 核外電子的高速運動似的電子是乙個殼而不是乙個點。這個可以簡單的想象出來。
如果你把乙個小球放到斜面上並讓斜面繞著小球高速旋轉,如果速度足夠快,對小球來說它是被侷限在乙個漏斗裡面而不是在乙個斜面上。
如果不好想象,你可以想象一下電視機的原理,24幀畫面組成了動畫。這個視覺殘留的物枯廳此理基礎就在於任何激勵需要時間才能響應。對原子來說,電子伏皮的運動已經使得原子更接近乙個小球而不是乙個空洞的支架。
原子的內部明明是空的,為什麼能構成實實在在的物體
15樓:鋒視小戲卦呀
原子,基本算是化學反應中最小的乙個微粒結構,它也是化學反應中不可替代的乙個角色。雖然說原子的概念被大家熟悉的比較晚,但是對於它的推測,卻是已經有了幾千年的歷史。萬物都是由原子構成的,但原子的內部被證實是中空的,既然它的內部是空的,為什麼能構成實實在在的物體呢?
科學家們解釋說,宇宙中有著四種作用力:強力、弱力、電磁力、引力。萬事萬世都被這四種作用力牽制著,所以原子內部雖然是空的,卻不會對我們造成影響,並能構成實實在在的物體。
也有很多科學家預言,如果能掌握這四種作用力,那麼人類的力量將無法想象。這就像是看核首荷里活的大片一樣,當我們擁有了這四種力,我們就能隨意的掌握宇宙中的萬物,就如同「造物主」一樣,於是大多數科學家畢生都在研究這四種罩啟作用力。
我們熟悉的牛頓和愛因斯坦都進行過研究,但是沒什麼答案。目前科學界唯一研究出三種作用力的,是來自我國的科學家——楊振寧,但是至今引力還沒有研究透徹。改悶數很多人對這種研究持悲觀的態度,認為不可能將這四種力統一,但人才輩出的世界,也許真的有一天可以成功。
科學家是乙個非常神聖的職業,為了做研究可以犧牲很多東西。而作為普通民眾的我們,對於他們的研究應當鼓勵,做他們最堅實的後盾。
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刑法上的虛構事實,就是指捏造並不存在的事實,騙取他人信任,可以是虛構全部的事實,也可以是虛構部分事實。隱瞞真相則是指掩蓋客觀存在的某種事實,這種事實如果為他人知道,便不會將財物交給犯罪分子。長頸鹿脖子裡的骨頭數量和人類脖子裡的骨頭數量是一樣多的,但是長頸鹿的脖子比人類的脖子長得多。雖然北極熊的毛髮是...
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