时间：2022-11-25 21:11:25 | 浏览：3360
对于原子的内部结构，很多人都听说过这种说法：电子围绕原子核旋转，就像地球围绕太阳旋转那样。
事实上，关于“电子围绕原子核旋转”的说法是不严谨的，电子并不是像地球围绕太阳旋转那样，如果真的如此，由于在电子运动的过程中会向外辐射能量，释放能量，那么电子的运动半径就会越来越小，最终坠落到原子核上。
但事实上电子并不会坠落到原子核上，这说明原子内部的运动规律并不能用我们熟知的经典物理学去诠释。
原子核和电子属于微观世界，必须用统治微观世界的量子力学来诠释。下面就来通俗地讲解一下电子到底是如何运动的，以及为何电子不会被原子核吸引。
说到电子运动，首先不得不提到电子跃迁。
在量子世界，微观粒子的运动是不确定的，我们不能同时描述出粒子的运动速度和位置，只能用概率去描述，也就是所谓的“波函数”，如何求解波函数呢？
通过薛定谔方程。薛定谔方程在量子世界的地位就犹如牛顿经典力学（第二定律）在宏观世界的地位一样，可见有多么重要。
量子世界与宏观世界是两个完全不同的世界，所以我们不能简单地用牛顿定律去诠释量子世界。
继续说量子跃迁。何为量子跃迁？简单讲，当电子能级较高时，一旦受到某种干扰，总是会随机跃迁到低能级，并在跃迁的过程中释放能量。
举个现实中通俗的例子，就像山上的石头，由于位置较高（可以类比成电子的能级较高），石头总是拥有向山谷滚落的趋势（山谷就是电子的低能级），一旦石头受到某种干扰，比如说你用手推动石头，石头就会滚落到山谷。
那么电子到底会跃迁到哪里呢？
不确定性告诉我们，很难去描述电子跃迁的过程和位置，也只能用概率来描述，也就是说我们只能去描述电子跃迁在某个位置的概率，用电子云来描述。
同时，由于能量并不是连续的，而是离散（量子化）的，电子跃迁释放的能量必须是两个能级之间的能量差，不会辐射出任何能量。而如果电子吸收能量向高能级跃迁，也只能吸收两个能级之间的能量差，不是所有能量都能让电子向高能级跃迁。
那么问题来了，电子为何会从高能级向低能级跃迁呢？到底是什么样的扰动会让电子发生跃迁呢？
通俗来讲，可以这样理解：电子总是倾向于保持稳定，而低能级的电子比高能级更问题。
还是拿刚才山上的石头打个比方。在山顶的石头总是不稳定的（高能级），而一旦跌落到山谷（低能级），石头就非常稳定了，位于山谷的时候很难再受到扰动的影响改变位置。这很好理解，因为你稍微推动一下山顶的石头，石头就会向下跌落。
但如此通俗地解释并不会消除你心里的疑问，你肯定想知道到底是什么样的扰动让电子发生跃迁。
众所周知，原子包括原子核和电子，原子核非常小，只有原子半径的千亿分之一，而电子比原子核更小。所以原子内部绝大部分空间都是“虚空”的。
但这里的“虚空”并不是真的都没有，甚至恰恰相反，那里表现出来生机勃勃的景象。
在极短的时间里，虚空会随机衍生出虚粒子，比如说正电子和负电子，然后它们瞬间湮灭，转化为能量。
这听起来好像是“无中生有”一样，貌似违背了能量守恒定律，其实并没有。
根据量子世界的不确定性原理，只要衍生到湮灭的时间足够短，就可以发生。从衍生到湮灭这段时间里产生的能量就是基态能量，也叫做“真空零点能”。
可以看出，所谓的“虚空”（真空）其实一点也不空，甚至很热闹，就像沸腾的海洋那样，随时上演着这种衍生湮灭的过程，也称之为“量子起伏”（涨落）。
而虚空的这种量子起伏对位于虚空的中的电子造成了扰动，让电子跃迁的低能级，释放能量。而如果电子吸收了外界能量，又会重新跃迁到高能级。如果电子吸收到的能量足够多，就会跃迁到摆脱原子核束缚的“高能级”，也就是所谓的“等离子体”状态，成为自由电子。
而电子其实一直在高能级和低能级之间来回跃迁，表现出来电子云的状态，而不是围绕着原子核运动。所以电子并不会被原子核的引力吸进去。