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带负电的电子绕着带正电的原子核转为什么不会辐射电磁波最后坠入原子核？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

带负电的电子绕着带正电的原子核转为什么不会辐射电磁波最后坠入原子核？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

电子是质子的“磁力矩”，没有体积与质量。






回答于 2019-09-11 08:43:50

我们知道，一个原子包含一个带正电的原子核和若干个围绕在原子核周围的带负电的电子。

在20世纪初的时候，卢斯福提出，原子中大部分质量和正电荷都集中在位于原子中心的原子核中，而电子就像行星围绕太阳一样围绕着原子核转动。

当时的人民也普遍认为，原子中正负电荷之间的吸引力将维持在它们转动的轨道上。不过，在量子力学还没有出来之前，力学和电学预言：电子像行星围绕太阳公转的方式绕原子核公转的会发出辐射，这样辐射会使电子失去能量，而失去能量的电子会以螺旋线的轨道向着原子核旋进，并且很快与原子相撞，但是原子内并没有发生这种情况。



1913年的时候，波尔提出了研究原子内电子运动的波尔模型，也部分解决了困扰人们多年的原子坍缩问题。波尔认为：电子并不允许在离中心原子核任意远的地方，而只能被允许在指定的距离一个轨道上公转，在这个基础上，我们再假设只有一个或者两个电子在这些距离的轨道上公转，那么就可以解决原子坍缩的问题，因为如果有限数目的轨道都被充满了，那么电子就无法向原子核旋进。



在波尔模型中，原子只能在一特定轨道公转，当电子在这个轨道上公转时候，原子即不发射也不吸收能量，只有当一个轨道跃迁到另一个轨道时候原子才发射或者吸收能量。
波尔模型能很好的解释最简单的氢原子，但是人们并不知道是否可以将其推广到更复杂的原子，直到量子力学的新理论出现，波尔的允许和禁止的轨道就得到了解释。

回答于 2019-09-11 08:43:50

谢邀。电子的运动不适用于经典电磁理论。电子的运动遵从现代量子理论，具有波粒二象性，电子的能量是不连续的，电子的能量只能是某些固定的值，这就是我们所说的量子化。后面，我们会重点讲解玻尔理论，该理论可以很好的解释氢原子的电子为什么不会辐射电磁波最后坠入原子核。我们循序渐进，慢慢理。

首先，人们对于原子结构的认识是逐步的。最初人们以为原子已经是最小的、不可再分的基本微粒，起名阿童木ATOM（希腊语不可再分的意思），建立了道尔顿实心球原子模型。如下图。

后来汤姆生在原子中发现了电子，提出了汤姆生枣糕模型，原子是糕、电子是枣，电子就镶嵌在原子的表面或内部。如下图。

再往后，卢瑟福在做阿尔法粒子轰击实验时，发现了原子核，提出了行星式有核模型。他提出，原子绝大部分空间是空的，原子核体积极小。原子若比作北京鸟巢体育场，原子核只相当于操场中心的一只蚂蚁，而电子就在核外空间像行星那样绕核旋转。到此为止，我们可能觉得已经结束了，因为一模型简直是太完美了，模型充分说明了大宇宙（太阳系）、小宇宙（原子结构）的美是统一的。如下图。

但是，经典电磁理论建立之后，行星模型又被推翻。因电子带电高速运动，会向外辐射电磁波，必然结果就是落到原子核。接下来，玻尔出场了，他在普朗克量子论、爱因斯坦光子学说、卢瑟福有核原子模型的基础上，提出了量子化的原子结构模型。

这一模型认为：（1）电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在一些符合一定条件的轨道上运动。这些轨道的角动量P必须等于h/2π的整数倍，即P=nh/2π，h为普朗克常数，π是圆周率，n为正整数。核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐射能量。（2）电子离核越远的轨道上运动，其能量越大。正常情况下，各电子尽可能处于离核最近的轨道，这时原子能量最低，称为基态原子。当原子从外界获得能量如灼烧、通电、辐射等，电子被激发，跃迁到离核远的轨道，此时原子处于激发态。（3）处于激发态的电子不稳定，会跃迁到离核近的轨道，这时会以光子的形式放出能量，即发光。光的频率v就决定于能量较高的轨道与能量较低的轨道的能量差hv=E2-E1，E2是电子处于高能量轨道的能量，E1是电子处于低能量轨道时的能量。

玻尔理论成功地揭示了氢原子光谱产生的原因和规律性，已经可以成功解释题主的问题。根据玻尔理论，在通常的条件下，氢原子中的电子在特定的稳定轨道上运动，这是它不会放出能量。因此，在通常条件下，氢原子是不会发光的。同时，氢原子也不会发生自发毁灭的现象。但是，当氢原子受到能量激发，电子跃迁及回迁，分别伴随吸收光及发射光。由于轨道是量子化的，所以放出光子的频率是不连续的。氢原子光谱是线状光谱，其原因就在于此。

波尔理论是一个伟大的成就，获得了1922年诺贝尔奖。但也有其局限性。该理论只能成功解释H原子和类氢离子，不能解释氢原子的精细光谱，根本原因是它没有摆脱经典力学的束缚，虽引入量子化条件，但仍将电子视为有固定轨道的宏观粒子，没有认识到电子运动的波动性。

随波粒二象性、不确定原理被人们一一认可。薛定谔在德布罗意物质波基础上提出用波动方程描述微观粒子运动状态的理论，后称薛定谔方程，奠定了波动力学的基础，建立了院子的现代模型。我们目前所认识的原子结构之能层、能级、轨道等等内容，其实都是建立在薛定谔方程基础上的解集。

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