当前位置:首页 > 新闻中心 > 企业新闻 >

趣味十足的波尔理论,电子凭什么可以来回跳跃?易懂但不通俗

点击次数:2019-10-06 11:26:14【打印】【关闭】

不可否认,人类科技发展十分迅速,短短的几百年,我们就可以遨游天际,甚至在宇宙这样的大环境也能有人类一席之地。不仅是宇宙这样宏大的场景,人类的眼光从来就不止于某一

 不可否认,人类科技发展十分迅速,短短的几百年,我们就可以遨游天际,甚至在宇宙这样的大环境也能有人类一席之地。不仅是宇宙这样宏大的场景,人类的眼光从来就不止于某一境地,甚至看向了更小的物质单位——原子。


原子非常小,由原子核与更加微小的电子组成,这些电子围绕中心的原子核运动,就像太阳系的八大行星围绕太阳运动一般,很多人认为这不是巧合,更有甚者提出了宇宙中的各星系也是围绕某一物质运行,不过这还未被人类证明,对于其关联性也无从得知。


物理学家玻尔就曾对最小的单位——原子与其结构提出了相关理论。最初,人们认为物质会向外发射能量,同时也会吸收部分能量,并且是连续不断地进行。但玻尔理论却指出:物质吸收和发射能量并不连续,只会像孩童手中扔出的石子,一颗一颗地发射。这些以最基本分量倍数吸收或发射的能量决定了能量的量子化,并称这种能量的最小单位为量子,不连续性也就成为量子微观世界中的重要特征。


怎样更好地理解玻尔理论呢?以氧原子为例:

围绕氧原子运行的电子如果以稳定的轨道路线运动,那么这颗氧原子也是稳定的,稳定轨道的电子越多,这颗氧原子越稳定。但这颗原子就无法吸收和释放能量,对于原子的应用来说,越稳定的原子只能用于研究,并不能与其它原子进行组合。
就像太阳系八大行星有不同的轨道,氧原子中的电子轨道也不同,有的离原子核近,有的更远。电子的轨道离氧原子核越远,所产生的能量就越高。当氧原子中的电子距离氧原子核最近时就处于最低能量态,称之为基态。如果这颗电子不甘心处于较低的位置,那么它还可以通过吸收外界的能量,从而跃迁到距离氧原子核更远的轨道上,这一状态被称之为激发态。
氧原子中的电子既可以跃迁到更高的舞台,也可以跌落最深的谷底。当电子从距离氧原子核最远的轨道跃迁到最近的轨道时,电子就会向外释放能量,同样被称为激发态,只不过它们的活动方式并不相同。


有趣的是,电子在跃迁到更高轨道时,整个氧原子会变得活跃与不稳定起来,于是在一段时间后,更高轨道的电子就会自发地迁回距离氧原子核更近的轨道上。虽然玻尔理论趣味性十足,但无法对所有原子加以证明,甚至连氢原子都无法解释,其局限也决定了该理论的不实用性。其实电子的出现本身就具有某些不确定性,但它们总是成群的出现,我们可以形象地称它们为电子云。


事实上,电子的运动方式并不能遵循经典物理学定律,它需要更多的思考、更多的计算以及一丝丝运气。在当时科技水平有限的年代,玻尔理论属于一道指明灯,也为后来的理论提供了前进方向。

浏览相关内容: