我先反问一句:地球受到太阳吸引,为什么掉过去?
同理:电子受到原子核吸引,为什么也不掉过去?
“因为它们在做圆周运动,而库仑力恰好提供了向心力。”卢瑟福的行星模型运用牛顿力学如是回答。
等到了麦克斯韦创立近代电磁学理论
做圆周运动的电子得发射电磁波,能量不断减少,又得掉到原子核上去了
怎么办?经典力学与经典电磁学不完备!
姑且给电子限定几个固定的环绕轨道,让它掉不出去
玻尔的确是这样做的。
他建立了量子论的原子模型,并且成功地解释了很多卢瑟福模型不能解释的现象,譬如氢原子的光谱
然而玻尔模型也是不完备的,比如它不能解释氢原子的精细光谱,也不能解释为什么按照麦克斯韦电磁学得发射电磁波的电子并没有发射电磁波
这很大程度上是因为玻尔的模型没有完全脱离经典物理学,仍然使用了“轨道”、“向心力”等经典物理学的术语的缘故
(量子力学也有“轨道”一术语,不过意义和内涵完全与经典物理学的不同了~)
之后随着量子力学的发展,玻尔、波恩、海森堡领导组成了哥本哈根学派,提出了互补原理、概率诠释和不确定性原理;薛定谔在德布罗意的启发下发现了概率波的波函数,这些问题才迎刃而解
简单地说,电子在原子核附近的任何空间都有可能出现,只是出现的概率的大小相差悬殊而已,电子若是真的落入了原子核这个极小的空间里,根据不确定性原理,它必将具有极不确定的速度,迅速引导它脱离原子核在身边的束缚~
说了那么多量子力学的发展史
只是为了提醒你们
不要完全用经典物理的眼光来看待微观粒子~