书琴说科技:电子的自旋并不是自转,电子也没有绕原子核转动,你可能理解错了

_本文原题:你可能理解错了 , 电子的自旋并不是自转 , 电子也没有绕原子核转动
卢瑟福通过他的α粒子散射实验发现原子内部存在一个很小的带正电的核 , 这个核集中了原子的几乎全部质量 , 带负电的电子就被卢瑟福安排在原子核外围绕着原子核转动 , 就像行星围绕着太阳转动那样 。 这就是卢瑟福给出的原子的行星模型 。 记得我在初中时学的原子模型就是这样的 , 这个行星模型在二十多年前还被视为科技的标志 。
书琴说科技:电子的自旋并不是自转,电子也没有绕原子核转动,你可能理解错了
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卢瑟福的行星模型存在着致命的缺陷 , 电子绕核运动会辐射能量 , 随着能量的释放电子最终会坠入原子核 , 这样我们周围的原子都会塌陷到几乎不留体积 。 可现实中不会发生这样的现象 。 玻尔后来将量子化概念引入到氢原子模型时 , 仍然保留了电子绕核运动的形式 , 但是强加了绕核转动不会辐射能量 。 在玻尔的氢原子模型里仍然存在着轨道这样的概念 。
玻尔的原子模型只能解释最简单的氢原子光谱及氦离子光谱 , 对两个电子的氦原子光谱就无能为力了 , 也不能解释氢原子光谱的精细结构 。 为了解释光谱的精细结构 , 乌伦贝克及古兹密特给出了电子的自旋概念 。 当时提出自旋时就是假设电子像地球自转那样也在绕着一个轴转动 。
书琴说科技:电子的自旋并不是自转,电子也没有绕原子核转动,你可能理解错了
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自旋假设的论文还没来得及投出去 , 就发现了重大问题 , 通过计算可以发现 , 如果电子真的绕着轴自转 , 其边缘上的线速度将大大超过光速 。
尽管有问题 , 乌伦贝克和古兹密特的老师艾伦费斯特还是将论文投了出去 。 后来人们认识到 , 自旋概念的提出是物理学上的重大事情 。
现在人们认识到 , 自旋的“旋”并不是旋转的意思 , 它是电子的内禀属性 。 电子并非是像地球自转那样绕着一个轴转动 。 轨道这个概念在现在的原子模型中也不复存在 , 因此也不存在像地球绕太阳转动那样的电子绕原子核转动 。
书琴说科技:电子的自旋并不是自转,电子也没有绕原子核转动,你可能理解错了
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电子在原子内部没有轨道概念 , 也不是绕什么转动 。 根据量子力学 , 只能说电子在某个位置出现的概率是多少 , 电子云就是用统计的方法对电子可能出现位置的形象反应 , 电子云密的地方表明电子出现的概率高 , 电子云稀疏的地方表明电子出现的概率低 。
【书琴说科技:电子的自旋并不是自转,电子也没有绕原子核转动,你可能理解错了】尽管电子并不绕着原子核转动 , 自旋也并非是在自转 , 轨道、自转却能够在解决一些问题中发挥作用 。 这些概念也因此保留了下来 。