原子是固体还是空的?

时间:2022-04-08 09:43:01   作者:
为了使这个问题有意义,我们必须讨论原子的内部结构,当我们这样做的时候,确实,原子超过99.9999999999%是空的。

这是因为一个原子是由一个原子核组成的,其线性大小大约是原子半径的1/ 10000。电子(围绕原子核旋转)甚至比原子核更小,而且实际上是指向的。在这个近似水平上,原子核是固体或液体。然而,对原子核进行更深层次的分析可能会使我们得出这样的结论:它们也大多是空的。

物质的不可穿透性和固体性是量子力学和电磁作用于真空中的点状粒子所产生的一种新特性。物质是不可穿透的,这是因为原子核和电子之间的静电吸引,以及电子对之间的排斥;泡利不相容原理,它保证一个人不能将超过1个电子挤进精确相同的状态(每个状态有2个自旋态,由轨道量子数决定)。第一个参与者,静电力,定义了适当的电子状态,它们可能隐藏的口袋,并且有限的口袋(状态)密度可以由此计算出来。第二个参与者,泡利原理,保证了每个电子的预留空间只被1个电子占据,所以有限的状态密度也意味着有限的电子密度。

电子在原子中的运动需要使用量子力学。大多数人错误地认为这只是一些经典物理学。有些人认为电子就像太阳系中的行星一样飞行,所以他们没有机会理解物质的不可穿透性。另一些人认为与电子相关的一些波是必要的,但他们认为电子实际上是一种波,所以它被稀释了一些体积。电子不是波。电子是一种坚硬的、微小的、基本上是点状的粒子,而相关的波不是电子的形状,而是决定点状粒子或多或少可能在哪里的概率波。
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