彼らは主に空のスペースであれば、なぜ原子が崩壊しないのですか?

カテゴリ:物理学公開日:1月12, 2013

水素原子軌道

この数学的プロットは、水素原子に結合した単一の励起電子の密度波分布パターンを示しています。 明るい色は、より高い密度の領域を表します。 単一の電子が原子全体を満たすことに注意してください。 完全に空の領域はありません(暗い領域でも密度がゼロではありません)。 パブリックドメインの画像、ソース:クリストファー-S-ベアード。

原子は、純粋に空の空間のようなものがないので、ほとんど空の空間ではありません。 むしろ、空間は多種多様な粒子と場で満たされています。 ある特定の容積からすべての粒子および分野を吸うことは新しい粒子がまだ真空エネルギーによる存在に点滅するのでスペースを完全に空にさせ さらに、Higgsフィールドは削除できません。 電子、陽子、中性子以外のあらゆる種類の場や粒子を無視しても、原子はまだ空ではないことがわかります。 原子は電子で満たされています。 原子の質量の大部分がその小さな核に集中しているのは事実ですが、それは原子の残りの部分が空であることを意味するものではありません。 むしろ、それは原子の残りの部分が比較的低い密度を有することを意味する。

空の原子の誤解は、誤った初等レベルの科学の本によって教えられ、電子がボールとしての誤った絵に基づいています。 このビューでは、原子は、それ自体がボールである原子核の周りにwhizzing電子ボールで構成されています。 したがって、この写真では、電子と核との間の空間は空の空間です。 この写真(ボーアモデル)は想像するのは簡単ですが、ほぼ一世紀前に間違っていることが示されました。 電子(およびすべての粒子)は、状況に応じて、部分的に粒子状であり、部分的に波状である。 乱されていない状態で原子に結合すると、電子は波のように作用します。 これらの波は、原子全体を埋めるために広がる三次元確率密度波です。 電子は一様に広がるのではなく、むしろ「軌道」と呼ばれる特定の分布パターンに従います。 軌道の形状はすべての化学反応を支えています。 いくつかの軌道の例として、最初のいくつかの最低状態における水素の右に単一電子密度分布が示されている。 より軽い点は、電子がより高い密度を有する領域を示す。 各画像は単一の電子を表すことに注意してください。 単一の画像内の異なる光スポットとバンドは、すべて単一の電子の波状態の一部です。 束縛された電子はファジィ密度波に広がるため、原子には明確な”エッジ”はありません。 電子は実際にはすべての空間を埋めるために広がりますが、原子から遠く離れているにもかかわらず、無視できるほど薄いです。 興味深いことに、原子の中の電子は、核自体と重なるように広がっています。 この電子-核の重複は、核内の陽子が電子と反応して中性子に変わることができる電子捕獲の効果を可能にする。 原子がほとんど空の空間であれば、この空間を取り除き、原子を収縮させることができます。 実際には、原子には空のスペースは含まれていません。 むしろ、それらは拡散した電子で完全に満たされており、原子の縮小は不可能です。

トピック:原子、原子、崩壊、電磁気学、電子、空の空間、量子、波動関数

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