原子的内部空间完全是真空的，但为什么原子没有因此而塌缩呢？

寇亚君

电扇是大家非常熟悉的小家电。虽然扇叶的面积远小于电扇的面积，但是当其转动时，却可以挡住了我们的视线。对于我们的视线来说，扇叶的转动产生了屏蔽效应。

在上个世纪初，新西兰🇳🇿人卢瑟福在英国🇬🇧做了一个实验🧪，用电子轰击原子。令人吃惊😱的是，只有极小比例的电子被反射了回来。这说明原子的质量集中在极小的原子核中，原子内绝大部分空间都是空的。

如果把原子放大到地球🌍那么大的话，原子内基本粒子（电子和质子）的体积之和不超过一个兵乓球的大小。

类似扇叶转动产生屏蔽效应，我们平时感受到物体的体积，实际上仅只是电子高速运动所形成的封闭体系。

那么，为什么电子既不跌落到原子核上，又不逃离原子核的束缚呢？

在物理上，有一个很形象的比喻，就是势阱模型。这就好比是具有一定能量的电子，落入了一个势阱。一方面，电子具有波动性，不能接近原子核；另一方面，电子与质子具有库伦力，使之又不能远离质子。于是，电子被两侧无形的阱壁束缚住了，只能在距原子核一定远的范围内高速运动，从而形成了一个封闭体系。

不过，其内部虽然是空的，但是我们感受到的，却是一个实体。因为，电子的速度很高，相当于一个立体的电子电扇，其扇叶就是一定数量的电子。

根据有机的量子宇宙观，在我们的宇宙中，存在着不可再分的最小粒子——量子，该量子的本征参量是普朗克常数h。这是一个与量子能量的大小无关的常数。

于是，宇宙是由量子构成的：

离散的基态量子构成空间，受到激发的量子成为光子，由高能量子组成的封闭体系就是各种基本粒子，由各种基本粒子还可以再进一步地生成各种更高层次的封闭体系，它们分别是原子、分子和宏观物质。

由此，我们知道，导致电子产生封闭体系的外部物理背景是离散的量子空间；导致电子具有波动性的原因，是因为电子的半径远小于空间量子的间距，从而受到了空间量子的不对称碰撞💥。

此外，类似两艘并排行驶的船只🚢会由于海水🌊的挤压，而形成相互的吸引力🧲；电子与质子的库伦力，则是由于两者的同向自旋，导致空间量子对两者的不对称碰撞所产生的。

总之，由于电子的细小和电子与质子的同向自旋，分别导致了空间量子对其的不对称碰撞。于是，电子的无规高速运动，是电子在该条件下的自由状态，即电子的基态。因而，原子系统是稳定的，电子会始终保持其运动的状态，形成封闭体系。量子空间的存在，是电子不会塌陷进原子核的根本原因。

淡漠乾坤

而我们在这个世界上所感受到的一切，都是电子，我们无法感受到被电子运动所形成的电子云所紧紧包裹着的原子核，假若我们可以直接透过电子云触摸到原子核，那么从我们接触到原子核的那一刻起，核反应也就开始了…

原子之所以不会塌缩的原因在于：原子核内存在着“强相互作用”的强核力，正是这种夸克之间的吸引力，将质子和中子束缚在一起构成原子核。强核力作用于所有质子与中子之间，是目前已知的最强大的力，一万亿万亿万亿倍于重力，该强核力仅仅作用于一毫米的一万亿分之一的范围内，而原子内的电磁力作用距离较长，排斥力弱于强核力的吸引力，因此也就形成了电子不停地围绕着原子核旋转的坚固结构。

拉拉酋长

这问题问的实在太好了。事实上，为了回答这个问题，物理学家真应该开发一个全新的科学分支。

答案在于量子力学，自20世纪初，科学家们开始发展量子力学。如果你想要完全理解量子力学，那还有很多东西需要学。不过为了简短起见，我们先从这个概念开始说起：原子中的电子所位于的“壳层”，称为能级。能级与原子核的距离是固定的。电子可以从一个能级跃迁到另一个能级，但前提是它们必须吸收或释放出一定的能量。例如，如果一个电子从第1能级跃迁到第2能级，它就必须吸收与之相对应的两级之间的能量差。同样的，电子也可以从第2能级下降到第1能级，不过它必须释放出与之相对应的两级之间的能量差。

所有的电子都趋向于跃迁到最低能级，所以看起来电子似乎会占据所有的第1能级，聚集在原子核附近。不过，每个能级都有自己的最大占用率。第1能级只能容纳2个电子。如果第1能级已经包含了两个电子，那么其他多余的电子就必须进入到第2能级，而第2能级可以容纳8个电子。电子总是会尽可能的跃迁到最低能级，但是它们不会在能级之间塌陷。

这就是所有的电子都不会坍缩到原子核附近的原因了，因为它们根本做不到。它们只能存在于特定的位置，当这些位置满了，而原子又得到了更多的电子，它就必须向外扩张。

科科雪碧

答：量子力学阻止了原子的进一步坍塌。

在20世纪初，人们建立的原子模型，其中卢瑟福认为原子的质量集中在核心区域，我们称之为原子核，而电子在外面的轨道高速运动。

可是，电磁学指出，运动的电荷必定辐射电磁场，然后电子损失能量后坠入原子核，这与事实不符。

直到卢瑟福的学生玻尔，提出了基于量子力学的氢原子模型，并指出氢原子模型满足的三条规则：

1、原子的核外电子只能以一些固定的能量，存在于核外轨道上运动，这种运动不吸收也不是释放能量。

2、当能量处于最低能级叫做基态，基态吸收能量后电子跃迁且电子未逃离的状态，叫做激发态。

3、电子在不同的能级之间跃迁，会释放或者吸收能量，如果以电磁波的方式发生能量变化，那么电磁波的频率v和能量变化ΔE满足：ΔE=hv。

原子遵守着这三条规则，使得电子不会坠入原子核，因为基态是核外电子的最低能级，不能再降低。

后来量子力学建立不确定性原子，把核外电子描述成“电子云”，电子不再有明确的轨道，其中电子出现在原子核内的概率为零，所以电子不会坠入原子核，如果有多个核外电子，电子的分布遵循着泡利不相容原理。

以上就是原子需要遵循的量子力学规则。

但并不意味着原子不能继续坍塌，如果有足够的力量，量子力学也不能阻止原子继续坍塌，比如超新星爆炸，就有可能强大的引力继续“压碎”原子，使得电子坠入原子核与质子“中和”，形成致密的中子星。

好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

回答这个问题就要祭出普朗克曾经描述这世界说过的一句话了——世界是不连续的。

确实，原子内部除了中心的原子核，其他空间几乎不存在什么。有人做过一种比喻来形容原子的结构——原子核相当于篮球场中央的一个乒乓球，电子就相当于球场其他地方乱跳的豌豆，这相当于原子内部空间近乎真空。

上图是原子经典力学里的模型，这种模型实际上来讲比例也不对，也和真实的原子结构有很大区别，比如所谓的电子轨道是不存在的，这只是我们为了在解决某些低层次问题的方便。

实际上，题主问题的另一个表达可以是——绕原子核旋转的电子为什么没有坠向原子核，实现原子的坍缩呢？

这问题和"世界是不连续的"的这种哲理式的陈述有什么关系？且听我慢慢讲来。

实际上，题主的困惑也是100多年前一群物理学家的疑问，他们都是那个时代智慧的代表。这一问可不得了，它直接催生了现代物理学的一大支柱——量子力学。

对于这个问题，普通大众直观的理解就是很疑惑——这近乎中空的结构，没什么支撑也不塌？这很现实，很宏观，也确实，没有人能觉得自家的房子没了柱子横梁还能立着！

但实际的微观世界和宏观世界有相似的地方，也有很多不同的地方。

比如我们这里的原子坍缩问题能参考的则是更宏观，和原子结构模型更相似的太阳系模型，而不是自家没了顶梁柱的房子能不能住的问题。

确实，100多年前的卢瑟福就是凭借原子模型和太阳系模型的相似而成为第一个站出来解释的人——他认为原子和太阳系一样，太阳通过引力吸引着各大行星，行星们为了不撞向太阳，就得以一定的速度绕太阳公转，只要速度合适，行星们就能稳定下来，不会撞向太阳。

同样的，原子核和电子的电磁力也可以比作太阳和行星作用的引力，所以电子的稳定也是因为它绕原子核的高速运动，当离心力和吸引力平衡了电子也就不会撞向原子核，实现原子的坍缩。

但问题的关键是电子和地球不一样的是，电子绕核运动因为做变速运动时，作为电荷的本身就会产生变化的电流，然后又是产生变化的磁场，于是电磁波就出来了，这辐射出的电磁波能量相对于电子原来有的是占了很大比重的！

即便是圆周运动也属于物理上的变速运动，何况电子按照经典模型研究也不是严格意义上圆周运动。另外，地球的公转实际上也在辐射和电磁波类似的引力波，但量太少，对实际的地球轨道影响不大，电子不一样，本身个头就小。

于是，卢瑟福说的全是扯淡，必须重新找新的理论来解释为什么电子不撞向原子核！于是量子力学开始初现雏形，登上历史的舞台。

量子力学不懂不要紧，我们只要知道它给我们描述的真实世界最基本的思想就是原子辐射的能量是一份一份的，而不是普遍人们认为的连续，这样的理论就是普朗克那句陈述句的哲理式表达。

那么，为什么能量的不连续能解决原子不坍缩的问题？

在量子力学里，电子在原子内部辐射一份一份能量的过程称为量子跃迁。量子跃迁之所以能进行，关键在于电子辐射能量恰好等于能级的差值。

如果这个值没有相对应的能级差，这种电磁辐射是被绝对禁止的。

在能级里，有一个叫做基态的能级，它是电子最稳定的轨道，也是最接近原子核的轨道。这里的电子不会再相外辐射能量，跃迁到更低的能级，这就是原子不坍缩的关键原因。

在基态的电子，只能接受辐射又跃迁到更高的轨道。

科学新视野

原子内部是真空的，这种说法当然是不成立的。这是20世纪初，卢瑟福提出的原子模型，中间是原子核，四周是环绕的电子。原子核带有正电荷，而电子的电荷的负的，所以原子核和电子之间有吸引力，类似太阳对行星的吸引力。电子为了不掉到原子核上，就必须绕着原子核高速运动，让离心力和吸引力达到平衡。但是这有一个严重的问题，那就是电子绕着原子核运动就是加速运动，而电荷的加速运动必然会产生电磁波辐射。按照麦克斯韦的电磁场理论进行计算，立刻就发现电子的电磁波辐射会很强，几乎瞬时就会损失掉全部的动能落到原子核上，也就是稳定的原子不可能存在！这显然是荒谬的！

回答第二个问题，就比较复杂了，要讲清它，简直就要讲一遍量子力学的发展世。因为世界上，氢原子最简单，核外只有一个电子，我们就从氢原子说起吧。

上图就是巴尔末发现的氢原子光谱线，根据卢瑟福的原子模型，核外电子在放射辐射能时，电子的能量一定要减少（能量守恒)，电子就不断接近原子核，最后电子落到原子核上，和原子核（质子)结合，变成中子。所以根据古典力学的理论，原子是不稳定的，随时随地变成中子。所以如果用古典力学去解释原子结构，原子的确是要塌陷的。但事实是原子没有塌陷（至少在地球上，至于说中子星，那只能让民科去发挥了，我没有这个想象力)，波尔为了解决这个难题，在卢瑟福原子模型的基础上，用库仑定律，牛顿力学，再揉合了普朗克的量子理论，搞了个大杂烩，提出了三点假设，一，电子在能量不连续的稳定的轨道上运行时，是不辐射电磁能量的。二，电子在不同的电子轨道上跃迁时吸收或辐射能量。三，这些稳定轨道的主量子数是n=1,2,3,。。。（参考上面第二个图)根据波尔理论，就很好地解释了氢原子的光谱图。这就是波尔的量子理论，但他的理论是有缺陷的，是用古典理论强加上量子条件，有点牵强，不伦不类。

旅行link

电子不是无限小的点粒子。相反，它更像是一朵云。当被质子的电磁引力“固定在适当的位置”时，电子云就会收缩并“挤压”成一个直径约为一纳米的球形体积。“量子效应”有效地为电子云提供了一种“量子压力”，你越是试图把它挤压得更小，量子压力就越“有效地”阻止进一步的收缩。

中性氢的基态代表了电子“云”与质子的电磁引力之间的平衡，电磁引力倾向于将电子“云”向质子收缩，而电子本身的“量子压力”反对进一步的收缩。 因此，围绕质子的电子“云”实际上更像一个恒星，像我们的太阳。我们的太阳是一个球状的等离子球，在中心核心区域密度最大，但向外延伸700，000公里。同样，在一个氢原子1s基态的电子“云”，中间是密集的，但向外延伸约半纳米。当然，太阳没有坚硬的表面，日冕延伸到遥远的太空。同样，处于氢原子1s基态的电子“云”有一个扩散的、指数递减的“晕”，通常称为“波函数”的“尾部”，它也延伸到更大的半径。

注意，我们的太阳绕着它的轴旋转，所以它的角动量也一样。1s氢原子中的电子“云”没有类似的角动量，它更像是一颗没有自旋的理想恒星。

把电子想象成绕原子核旋转的点粒子，因此电子“云”的任何实际自旋都被称为所谓的“轨道”角动量。这样的状态确实存在，其中电子“云”实际上绕着原子核，绕着原子核的某些轴旋转。然而，这种所谓的“轨道”角动量与电子的“自旋”角动量是不一样的。

在原子中，电子位于被称为能级的“壳层”中。能级与原子核的距离是固定的。电子可以从一个能级跃迁到另一个能级，但前提是它们能获得或失去适当的能量。例如，一个电子要从第一个能级跃迁到第二个能级，它必须精确地获得与两个能级之间的间隙相对应的能量。同样，电子也可以从第二能级下降到第一能级，前提是只有当它释放出准确的桥梁之间差距的能量。

所有的电子都倾向于落入最低的可利用能级，因此电子似乎都占据了第一能级，聚集在原子核附近。但是，每个能量级别都有一个最高占用级别。第一能级只能容纳两个电子。如果第一个能级已经包含两个电子，那么任何额外的电子必须进入第二个能级，可以容纳多达8个电子。电子总是落在可利用的最低能级上，但它们不能在能级之间结束。

这就是为什么所有的电子都不会塌缩到原子的中心，它们根本就不能。它们只能存在于特定的位置，当这些位置是满的，原子必须向外扩展，如果它获得更多的电子。

当然，这里遗漏了很多细节。当你开始了解量子力学的本质时，你会发现，能量水平实际上是分层次的。在原子中定位电子比这里描述的要复杂得多。

如果你有其他见解，可以在下方评论哦，我相信你的评论可以一针见血。

趣味说

是的，原子内部空间确实挺空旷的，宛如我们的太阳系。原子的大部分质量都集中在原子核处，原子核外是高速绕其运转着的电子。

按理说原子核由质子与中子构成，质子带着正电荷，中子不显电性，那么原子核就应该是带正电荷的，而电子是带着负电荷的，它们应该是互相吸引的啊，最终的结果应该是电子砸向原子核，可是，事实情况是并没有。

起初卢瑟福提出了原子的行星模型，认为原子的结构与咱们的太阳系类似，至于核外电子为什么不砸向原子核，道理与行星为什么不砸向太阳相类似。

行星绕着恒星公转，虽然恒星的引力很大，试图将行星拉过来，但是行星在公转，公转速度又很快，产生的离心力与恒星引力提供的向心力相平衡，那么行星就可以稳定的绕着转了。

起初认为核外电子就像行星一样在围绕着原子核高速运转，但是呢，科学家对氢原子的线状光谱的研究表明了卢瑟福的原子行星模型是不对的。

之后玻尔提出了他的原子模型很好的解释了这个氢原子线状光谱，不断发展的现代量子力学又对玻尔提出的模型进行了完善。说明了电子的运行并不像行星那样有着鲜明的轨道，电子的轨道叫做

另外，电子出现的位置是概率性的，它并不像我们看到的其它物质运动一样有规律，电子有可能出现在原子核核外空间的那一点，或者是那一点，总之，只能表示出电子出现在某个位置的概率大小，所以用电子云模型来描述它。

科学船坞

我们都知道，万物是运动的，原子核自然也不例外，高速运动的原子核对周边的电子作功，电子获得能量从而高速绕原子核运动却不坠落在原子核上，除非外界因素强势介入，如高温、高压、低温、低压，这可能引起裂变或聚变。这也类比太阳系，太阳高速运动，通过万有引力作用于周边行星，行星获得能量从而绕太阳飞行，太阳公转速度稳定，整个太阳系稳定，假如太阳加速公转，行星将远离太阳，直至飞出太阳系，太阳系毁灭，又如太阳减速公转，行星将坠向太阳，直至熔为一体，同样，太阳系毁灭。好在太阳以稳定速度公转，为人类提供了家园。

纯属个人推测，详情请参阅我提出的＜甩转假说＞

青山绿水250400698

原子无实质，但由能量电磁波(电场)组成，该讨论议题原意就是我的原创理论。

宇宙和太空由低能电磁波(暗物质)组成，本质场或电场(暗能量)，它是宇宙基本能量和最小物质。

原子内电磁波密度高于外界，能量(电场)大于外界，因电场量支撑，原子不会坍塌。

电子能量低显负电性，质子能量高为正电性，学界认为电子跳跃我不认同，本人支持卢瑟福的原子模型，电子运动与宏观行星运动同理，原子内力平衡促使电子的规律运动，不平衡则原子结构不稳定。现代很多学者之电子模型为臆想。

宇宙都在运动中，凡是规律运动的物质多为球形，故电子与质子皆规律运动，而运动物质多为球形。

电子能量和高速绕转表现为对质子的斥力，斥力与质子引力平衡，故电子不坠入质子。

關鍵字: 电扇 科学 扇叶