论原子中电子的运动规律 论原子中电子的运动规律 一.几个假想：（单电子原子构型） 1. 电子也是由其它粒子组成的，光子是电子的组成部分之一，当电子运动到离原子核近的地方，释放出光子，放出能量，质量减小。在离原子核较远的地方，结合光子，吸收能量，质量增加。因此，电子的质量不是恒定的，在运动中是变化的。 2. 单电子原子构型中电子在运动中只受电子和原子核之间的库仑力和由于电子运动引发的磁力作用，（光子虽然对电子也有作用力，但光子在空间中处处存在，且分布均匀，其对电子的合作用力为零，故不考虑），在库仑力和磁力的相互作用下，电子沿螺旋线的轨迹绕原子核运动。 二.推论（单电子原子构型） 1.电子在绕原子核作螺旋线轨迹运动时，在离原子核近的地方都有释放光子的趋势，随着离原子核距离的减小，趋势加强，最后在最近处实现突变，将光子释放，能量突然降低，质量突然减小；在离原子核远的地方都有吸收光子的趋势，随着离原子核距离的增大，趋势加强，最后在最远处实现突变，将光子吸收，能量突然升高，质量突然增大：即电子的质量变化是在瞬间完成的，在运动过程中，质量和能量都不变，只是变形程度不同，但由于其体积和原子核相比相差甚大，故电子形状的改变对其受力状况没有影响。 2.电子在距离原子核最近时（下称“最低点”）释放的光子量取决于其距离原子核的位置，而其距离原子核的位置又取决于电子在距离原子核最远（下称“最高点”）时的位置，吸收的光子量和那时的速度大小与方向，电子在最低点时的速度亦然，取决于它在最高点时的那三个量；而电子在最高点时的速度，位置和吸收的光子量则取决于电子在上一个最低点时的速度，位置和释放的光子量。周而复始，反复循环，可以如图所示： 3. 所以，只要知道一个初状态，就可以知道电子在任何一个时刻的精确位置和速度，电子的运动也是可知的。不存在所谓的测不准原理。 三.解释 1.电子质量不守恒的解释：在各种化学反应进行过程中，总会伴随一定程度的发光现象，而原子在化学反应中然保持自身的存在，故光子是从原子中发出的。光子作为一种物质实体，在原子发光以前，究竟存在于原子中的哪一部分呢？显然，光子或者存在于电子之中，或者存在于原子核中，二者必居其一，而不可能有别的选择。通常情况下，原子核的结合能极大，当原子核裂变以后放出的能量往往在兆电子伏数量级上，而且放出的光子也都是γ射线之类的高能光子，而我们通常所指的发光现象，如可见光、红外线之类的电磁波，其能量都在几个电子伏的数量级上，所以一般的发光现象，都是由原子核外的电子放出光子。 所以我们首先得到第一个结论：光子是电子的组成部分。 光子作为电子的组成成分，保持其自身的独立性，而其自身又不带电性，所以电子中一定还存在另一部分带一个单位的负电荷，电子通过内部的聚合力将这两部分结合在一起，(注:带负电荷那部分可能也是由其他基本粒子组成，但这对本问题的讨论影响不大)因两部分都有各自独立性，所以电子内部负电荷不是均匀分布的，当电子靠近原子核时，带负电的粒子在原子核强大的静电引力作用下，必然被吸引向靠近原子核的一方，此时电子产生了形变；如果原子核的静电引力足够强，那么电子就可能发生裂变，作为裂变的产物━━光子就诞生了。电子裂变后，质量减小，能量降低，内部结构趋于稳定，内部的聚合力加强，从而平衡掉原子核对电子的引力，阻止电子继续发生形变、裂解。此时电子处于饥饿状态，当电子运动到远离原子核的地方时，电子还可以再吸收一个光子，质量变大，能量升高，所以说电子的质量不守恒。 2.单电子原子构型中电子受原子核作用和自身运动作用沿螺旋线轨迹运动：首先，原子核和核外电子之间因静电作用而产生库仑力是毋庸置疑的，大小为 ，方向沿两点的连线指向原子核。 另一个力则是磁力，我们知道，当导体中有电流通过时，会在其周围的空间中形成磁场，磁场的方向可以用安培定则来确定， 如果给两条平行导线通电，则这两条平行导线形成的磁场会互相影响以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用，这个力使它们彼此吸引；反之，若两条平行导线通以不同方向的电流，则它们会相互排斥。如果我们换位一下，将电流想象成正电荷定向移动形成，则电流方向是正电荷的运动方向，也是负电荷运动的相反方向。在静电力的作用下，原子核和电子相向运动，可以等价为给两个平行导线通相同方向的电流，在它们之间也将产生磁力作用。静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度，而原子核和电子之间的磁力则使电子获得绕核运动的切向速度。我们知道，原子核和电子之间的磁力是随着它们相对速度的增大而增大的。在磁力作用下，原子核和电子并不是沿着直线相互靠近的，而是沿着螺旋线靠近。最终形成稳定的原子系统。 四.多电子的原子构型假设 当一个原子系统中存在着多个电子时，电子在原子内总是保持着这样的相对位置：使电子和电子之间的相互作用力的合力为零，使每个电子在运动的过程中只受到原子核对它的库仑力和其自身运动中产生磁力，进而使系统的能量降到最低。运动轨迹仍为螺旋线。 五.多电子的原子构型推论 多电子的原子中的电子在受到外来力干扰是运动轨迹发生改变后，电子的相对位置会发生改变，以使电子之间的相互作用力的合力为零，抵消外来力的干扰，使轨迹恢复为螺旋线，在量子力学上的
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