電子是不可以靜止不動的,根據早期的玻爾原子理論,電子受到原子核的庫侖力作用,在庫侖力的作用下做圍繞原子核的圓周軌道運動。它的速度和具有的動能不可能為零,根據束縛尺度大小,具有一個最小值。
量子力學誕生以後,更容易解釋這個問題。電子是一直束縛在原子尺度的空間裡,量子力學認為電子是微觀粒子,具有波粒二象性,滿足不確定關係,海森堡的不確定關係揭示的是一條重要的物理規律:粒子本身在客觀上不能同時具有確定的座標位置及相應的動量。
假定電子被束縛在原子尺度範圍呢,即假定 位置變量為r,那麼,因為波粒二象性,使得粒子在客觀上不能同時具有確定的座標和動量。
按照不確定關係,粒子的動量與位置這兩個變量的乘積大於某個常數:
電子的動量必然有個不確定度,
△px的定義是
對於束縛在空間的粒子,其動量在任何方向的平均分量必定為零。
故△px與均方動量的關係為:
對於三維空間,
我們可以得到最小的平均動能 :
,裡面m代表電子的質量,所以,電子的最小動能不可能為零,具有一定速度,繞核運動。
如果電子相對原子核速度為零,按照不確定關係
就要求 位置的變化趨於無窮大。
另外:電子也不可能掉向原子核,
按照不確定關係,當電子距離原子核越來越近,就是r變小的過程,這個時候,電子的動量將變得更加不確定,導致電子動能急速增大,而根本不能有這樣巨大的能量供給於電子,所以,根據量子力學,電子無法靠近原子核,更不要說掉到原子核上了,所以原子是穩定的,世界是和諧的。
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