为什么电子不会掉进原子核中？
原子是由原子核和电子构成，但问题是，原子核和电子都是带电粒子，其中原子核带正电，电子带负电，在这种情况下，原子核就会对电子产生强大的吸引力，既然如此，那为什么电子不会掉进原子核中呢？
对于这个问题，或许你会想到地球和太阳，毕竟太阳的引力也会对地球产生强大的吸引作用，但地球却没有掉进太阳，为什么会这样呢？
这其实可以通过经典物理学来进行解释，即：地球一直在围绕着太阳公转，在此过程中，太阳的引力充当了向心力的“角色”，或者也可以更简单地说，地球围绕太阳公转时会受到“离心力”的作用，这平衡了太阳对地球的吸引力（注：“离心力”是一种虚拟力，它其实是物体惯性的体现）。
看上去，我们似乎只需要将电子比作地球，将原子核比作太阳，就可以简单解释为什么电子不会掉进原子核中了，实际上，科学家也曾经这么想过，但他们随后意识到，这种解释有很大的缺陷。
要知道即使是电子在围绕着原子核做匀速圆周运动，它的速度方向也一直在变化，也就是说，在这此过程中的电子一直有加速度，而电子是带电粒子，根据经典电磁理论，任何带电的物体在具有加速度的情况下都会释放电磁波，并因此而损失能量。
这就意味着，随着时间的流逝，电子的能量就会越来越低，它与原子核的距离也会随之越来越近，并最终掉进原子核中。
于是这就成为了一个科学界头疼了很久的问题，一直到量子力学出现之后，科学家才找到答案。这具体是怎么回事呢？我们接着看。
所谓量子，并不是指某种特定的微观粒子，简单来讲就是，假如有一个物理量存在着最小的、不可分割的基本单位，那么这个“基本单位”就被称为量子，而这个物理量就是量子化的。
在量子力学中有一个“海森堡不确定性原理”，该原理由物理学家沃纳·卡尔·海森堡（Werner Karl Heisenberg）于1927年提出，其内容简单地概括为，对于像电子这种微观粒子来讲，我们不能同时确定它们的位置和动量。
这就意味着，原子内部的电子，并不会像“地球围绕太阳公转”那样围绕着原子核运行，对此我们可以简单地理解为，在原子的内部，电子的分布是不确定的，我们只能够通过概率来描述它们出现在某个位置上的可能性。
另一方面来讲，由于电子的能量是量子化的，因此它们就不能像我们常见的宏观物体那样，可以吸收或释放任意小份的能量，而只能是一份一份的不连续的值，在这种情况下，电子就只能处于一些特定的能量状态，这也被称为“能级”。
对于原子内部的电子来讲，它们会自发地向能量更低的状态跃迁，当从较高的“能级”跃迁到较低的“能级”时，电子会以电磁波的形式释放出能量。
但假如电子要释放的能量不是正好与两个“能级”之间的能量差相等的话，那电子就无法释放能量了，在这种情况下，即使电子具有加速度，它们也不会释放出电磁波，而只能在处于当前的“能级”，这就解释了为什么电子可以在具有加速度的情况下，可以始终与原子核保持一定的距离。
需要知道的是，电子的“能级”并不是可以无限低的，它有一个能量最低的状态，我们可以将其称为“最低能级”，当电子处于这种状态时，就没有更低的能量状态可以跃迁了。
在原子的内部，电子的能量并不是离原子核越近就越低，根据量子力学的具体计算，电子的“最低能级”的能量轨道其实与原子核存在着一定的距离（比如说氢原子中的电子的“最低能级”的能量轨道，就位于其原子核之外大约50皮米的位置）。
综上所述可知，电子会自发地向能量更低的状态跃迁，但这个过程有一个终点，那就是“最低能级”，而因为“最低能级”的能量轨道其实是位于原子核之外，所以当电子跃迁到“最低能级”时，就不会自发地继续向原子核接近了，正因为如此，电子才不会掉进原子核中。
原子是由原子核和电子构成，但问题是，原子核和电子都是带电粒子，其中原子核带正电，电子带负电，在这种情况下，原子核就会对电子产生强大的吸引力，既然如此，那为什么电子不会掉进原子核中呢？
对于这个问题，或许你会想到地球和太阳，毕竟太阳的引力也会对地球产生强大的吸引作用，但地球却没有掉进太阳，为什么会这样呢？
这其实可以通过经典物理学来进行解释，即：地球一直在围绕着太阳公转，在此过程中，太阳的引力充当了向心力的“角色”，或者也可以更简单地说，地球围绕太阳公转时会受到“离心力”的作用，这平衡了太阳对地球的吸引力（注：“离心力”是一种虚拟力，它其实是物体惯性的体现）。
看上去，我们似乎只需要将电子比作地球，将原子核比作太阳，就可以简单解释为什么电子不会掉进原子核中了，实际上，科学家也曾经这么想过，但他们随后意识到，这种解释有很大的缺陷。
要知道即使是电子在围绕着原子核做匀速圆周运动，它的速度方向也一直在变化，也就是说，在这此过程中的电子一直有加速度，而电子是带电粒子，根据经典电磁理论，任何带电的物体在具有加速度的情况下都会释放电磁波，并因此而损失能量。
这就意味着，随着时间的流逝，电子的能量就会越来越低，它与原子核的距离也会随之越来越近，并最终掉进原子核中。
于是这就成为了一个科学界头疼了很久的问题，一直到量子力学出现之后，科学家才找到答案。这具体是怎么回事呢？我们接着看。
所谓量子，并不是指某种特定的微观粒子，简单来讲就是，假如有一个物理量存在着最小的、不可分割的基本单位，那么这个“基本单位”就被称为量子，而这个物理量就是量子化的。
在量子力学中有一个“海森堡不确定性原理”，该原理由物理学家沃纳·卡尔·海森堡（Werner Karl Heisenberg）于1927年提出，其内容简单地概括为，对于像电子这种微观粒子来讲，我们不能同时确定它们的位置和动量。
这就意味着，原子内部的电子，并不会像“地球围绕太阳公转”那样围绕着原子核运行，对此我们可以简单地理解为，在原子的内部，电子的分布是不确定的，我们只能够通过概率来描述它们出现在某个位置上的可能性。
另一方面来讲，由于电子的能量是量子化的，因此它们就不能像我们常见的宏观物体那样，可以吸收或释放任意小份的能量，而只能是一份一份的不连续的值，在这种情况下，电子就只能处于一些特定的能量状态，这也被称为“能级”。
对于原子内部的电子来讲，它们会自发地向能量更低的状态跃迁，当从较高的“能级”跃迁到较低的“能级”时，电子会以电磁波的形式释放出能量。
但假如电子要释放的能量不是正好与两个“能级”之间的能量差相等的话，那电子就无法释放能量了，在这种情况下，即使电子具有加速度，它们也不会释放出电磁波，而只能在处于当前的“能级”，这就解释了为什么电子可以在具有加速度的情况下，可以始终与原子核保持一定的距离。
需要知道的是，电子的“能级”并不是可以无限低的，它有一个能量最低的状态，我们可以将其称为“最低能级”，当电子处于这种状态时，就没有更低的能量状态可以跃迁了。
在原子的内部，电子的能量并不是离原子核越近就越低，根据量子力学的具体计算，电子的“最低能级”的能量轨道其实与原子核存在着一定的距离（比如说氢原子中的电子的“最低能级”的能量轨道，就位于其原子核之外大约50皮米的位置）。
综上所述可知，电子会自发地向能量更低的状态跃迁，但这个过程有一个终点，那就是“最低能级”，而因为“最低能级”的能量轨道其实是位于原子核之外，所以当电子跃迁到“最低能级”时，就不会自发地继续向原子核接近了，正因为如此，电子才不会掉进原子核中。
铀不停地衰变，为何在45.5亿年后地球上还有铀？
铀是人类利用核能的重要原料，也是一种会发生衰变的放射性元素，铀为什么会衰变呢？这就要从原子的微观结构讲起了。
众所周知，原子是由原子核和电子构成，而原子核则是由一定数量的质子和中子构成。在拥有多个质子的原子核的内部，存在着两种力量的较量，其中的一方是强相互作用力，其作用是将质子和中子结合在一起，另一方则是电磁力，由于质子都带正电，因此当原子核内存在着多个质子时，它们之间就会产生排斥力。
强相互作用力是宇宙四大基本力中最强的一种，但这种力却是一种短程力，其作用距离仅为10^（-15）米，相比之下，电磁力却是长程力，从理论上来讲，其作用距离是无限的，而这也就意味着，质子之间的排斥力是可以叠加的，而强相互作用力却只能“单打独斗”。
正因为如此，当原子核内部的质子数量达到一定程度的时候，质子之间的排斥力就可以达到足以抗衡强相互作用力的强度，于是原子核就会变得不稳定。
实际上，铀原子核就是属于这种情况，铀是我们能够在自然界中找到的最重元素，其原子序数为92，也就是说，在铀原子核之中的质子数量高达92个，拥有如此多的质子，铀原子核当然也就不稳定了，而这就是铀会发生衰变的原因。
我们知道，宇宙万物都会自发地趋向于稳定状态，铀原子核当然也不例外，那如何才能让自己更稳定呢？一个最有效的途径就是减少自己的质子数量。
然而对于铀原子核这种拥有大量质子和中子的重原子核来讲，想要单独释放质子几乎是一件不可能的事情，因为在重原子核的内部存在着一种“结团效应”，简单来讲就是，在重原子核的内部，质子和中子并没有均匀分布，而是结合成一团一团的，其中最容易结成的团就是由两个质子和两个中子构成的“α结团”。
所以铀原子核就总是会趋向于向外释放出一个“α结团”，是的，这就是我们常听到的“α衰变”，当铀原子核发生“α衰变”之后，就会一次性减少两个质子和两个中子，其原子序数就会减2，进而转变成90号元素——钍，比如说铀-238在发生“α衰变”之后，就会转变成钍-234。
正如我们所知，地球的“年龄”大约为45.5亿年，那么问题就来了，既然铀不停地衰变，那为何在45.5亿年后地球上还有铀呢？其实这很好理解。
铀原子核总是会趋向于衰变，并不代表它马上就会衰变，这其实是有概率的。对于单个铀原子核而言，它何时衰变是不确定的，也就是说，它有可能在1秒钟后就发生衰变，也有可能在1亿年之后才会衰变，但如果观测到的铀原子核数量足够多，它们的衰变就具备了明显的规律。
这里就需要提到“半衰期”的概念了，我们可以将其简单地理解为：一大堆放射性元素的原子核有一半发生衰变所经历的时间。
举个例子，假设有一种放射性元素的半衰期为1秒，那么我们观测2亿个这样的原子核的时候，只需要1秒，就有1亿个原子核会发生衰变，而在下一秒，剩下的1亿个之前没有衰变的原子核中又有5000万个会发生衰变，随着时间的推移，这些原子核就会不断地“减半”，直到其数量小到不再具有统计意义。
相关研究表明，在地球上自然存在的铀只有铀-238、铀-235和铀-234这三种同位素，它们的衰变类型都是“α衰变”，其中铀-238的半衰期最长，大约为44.68亿年，也就是说，在经历了45.5亿年之后，地球上的铀-238其实只衰变了差不多一半。
相对而言，铀-235和铀-234的半衰期更短，分别为大约7.04亿年和24.55万年，不过在45.5亿年的时间里，它们的“减半”次数还不足以让它们在自然界中消失殆尽，只是它们的相对丰度要比铀-238更低，测量数据表明，地球上的铀-238、铀-235和铀-234的相对丰度分别为99.2742%、0.7204%和0.0054%。
简单总结一下就是：虽然铀不停地衰变，但是由于铀有三种同位素的半衰期都相对较长，以至于在45.5亿年后的地球上，我们仍然可以发现它们的踪迹。
值得一提的是，宇宙中的铀元素其实都是在超新星爆发、中子星碰撞这样的高能事件中产生的，在经历了漫长的时间之后，它们中的极小一部分才来到地球，所以地球上的铀其实比我们想象中的还要古老，在来到地球之前，它们其实已经衰变了很长时间了。
铀是人类利用核能的重要原料，也是一种会发生衰变的放射性元素，铀为什么会衰变呢？这就要从原子的微观结构讲起了。
众所周知，原子是由原子核和电子构成，而原子核则是由一定数量的质子和中子构成。在拥有多个质子的原子核的内部，存在着两种力量的较量，其中的一方是强相互作用力，其作用是将质子和中子结合在一起，另一方则是电磁力，由于质子都带正电，因此当原子核内存在着多个质子时，它们之间就会产生排斥力。
强相互作用力是宇宙四大基本力中最强的一种，但这种力却是一种短程力，其作用距离仅为10^（-15）米，相比之下，电磁力却是长程力，从理论上来讲，其作用距离是无限的，而这也就意味着，质子之间的排斥力是可以叠加的，而强相互作用力却只能“单打独斗”。
正因为如此，当原子核内部的质子数量达到一定程度的时候，质子之间的排斥力就可以达到足以抗衡强相互作用力的强度，于是原子核就会变得不稳定。
实际上，铀原子核就是属于这种情况，铀是我们能够在自然界中找到的最重元素，其原子序数为92，也就是说，在铀原子核之中的质子数量高达92个，拥有如此多的质子，铀原子核当然也就不稳定了，而这就是铀会发生衰变的原因。
我们知道，宇宙万物都会自发地趋向于稳定状态，铀原子核当然也不例外，那如何才能让自己更稳定呢？一个最有效的途径就是减少自己的质子数量。
然而对于铀原子核这种拥有大量质子和中子的重原子核来讲，想要单独释放质子几乎是一件不可能的事情，因为在重原子核的内部存在着一种“结团效应”，简单来讲就是，在重原子核的内部，质子和中子并没有均匀分布，而是结合成一团一团的，其中最容易结成的团就是由两个质子和两个中子构成的“α结团”。
所以铀原子核就总是会趋向于向外释放出一个“α结团”，是的，这就是我们常听到的“α衰变”，当铀原子核发生“α衰变”之后，就会一次性减少两个质子和两个中子，其原子序数就会减2，进而转变成90号元素——钍，比如说铀-238在发生“α衰变”之后，就会转变成钍-234。
正如我们所知，地球的“年龄”大约为45.5亿年，那么问题就来了，既然铀不停地衰变，那为何在45.5亿年后地球上还有铀呢？其实这很好理解。
铀原子核总是会趋向于衰变，并不代表它马上就会衰变，这其实是有概率的。对于单个铀原子核而言，它何时衰变是不确定的，也就是说，它有可能在1秒钟后就发生衰变，也有可能在1亿年之后才会衰变，但如果观测到的铀原子核数量足够多，它们的衰变就具备了明显的规律。
这里就需要提到“半衰期”的概念了，我们可以将其简单地理解为：一大堆放射性元素的原子核有一半发生衰变所经历的时间。
举个例子，假设有一种放射性元素的半衰期为1秒，那么我们观测2亿个这样的原子核的时候，只需要1秒，就有1亿个原子核会发生衰变，而在下一秒，剩下的1亿个之前没有衰变的原子核中又有5000万个会发生衰变，随着时间的推移，这些原子核就会不断地“减半”，直到其数量小到不再具有统计意义。
相关研究表明，在地球上自然存在的铀只有铀-238、铀-235和铀-234这三种同位素，它们的衰变类型都是“α衰变”，其中铀-238的半衰期最长，大约为44.68亿年，也就是说，在经历了45.5亿年之后，地球上的铀-238其实只衰变了差不多一半。
相对而言，铀-235和铀-234的半衰期更短，分别为大约7.04亿年和24.55万年，不过在45.5亿年的时间里，它们的“减半”次数还不足以让它们在自然界中消失殆尽，只是它们的相对丰度要比铀-238更低，测量数据表明，地球上的铀-238、铀-235和铀-234的相对丰度分别为99.2742%、0.7204%和0.0054%。
简单总结一下就是：虽然铀不停地衰变，但是由于铀有三种同位素的半衰期都相对较长，以至于在45.5亿年后的地球上，我们仍然可以发现它们的踪迹。
值得一提的是，宇宙中的铀元素其实都是在超新星爆发、中子星碰撞这样的高能事件中产生的，在经历了漫长的时间之后，它们中的极小一部分才来到地球，所以地球上的铀其实比我们想象中的还要古老，在来到地球之前，它们其实已经衰变了很长时间了。
武汉学生校内被撞身亡事件
网络里喷子太多
我认为根本原因，还是这些穷屌丝嫉妒眼红
看到别人赔偿款有90万
就酸别人 侮辱别人
这些穷屌丝，月薪4千以下，生活在社会最底层
90万赔偿款，这些穷人一辈子都存不起来
一辈子没有见过面的人，一句话没有说过的人，哪里有这么大的仇怨？在网络里侮辱酸别人。
我的微博置顶里，我干那些坏人小人，都是那些坏人小人嫉妒眼红我，我忍无可忍才出手的，过了这么多年，我觉得我做的都非常正确。
所以我的微博至少发了20条，让月薪2万以下的，滚出老子微博。更设置我的微博只让少数人评论，以及我的微博签名。
综上所述，我一定要把不上进的穷人，撵出我的交友圈子。净化我交友圈子，只为了我过的更简单，舒心一点。
网络里喷子太多
我认为根本原因，还是这些穷屌丝嫉妒眼红
看到别人赔偿款有90万
就酸别人 侮辱别人
这些穷屌丝，月薪4千以下，生活在社会最底层
90万赔偿款，这些穷人一辈子都存不起来
一辈子没有见过面的人，一句话没有说过的人，哪里有这么大的仇怨？在网络里侮辱酸别人。
我的微博置顶里，我干那些坏人小人，都是那些坏人小人嫉妒眼红我，我忍无可忍才出手的，过了这么多年，我觉得我做的都非常正确。
所以我的微博至少发了20条，让月薪2万以下的，滚出老子微博。更设置我的微博只让少数人评论，以及我的微博签名。
综上所述，我一定要把不上进的穷人，撵出我的交友圈子。净化我交友圈子，只为了我过的更简单，舒心一点。
✋热门推荐