原子里带负电的电子绕带正电的原子核转为什么不会能量耗尽被吸进去

令你惊讶的思想可能就藏在这不起眼的问题中，先从卫星与地球、地球与太阳这类经典物理的例子开始： 天体的环绕为什么可以不掉下来（核心词：保守力）卫星（处在高轨位置，比如墓地轨道）绕地球转、地球（或者其他天体）绕太阳转可以一直不掉下去，这是现实的例子，为什么？
如上
它们的做功，只取决于r1,r2，即，取决于开始和结束点的位置。
换句话说，引力对环绕者增加或减少了多少动能，只取决于环绕者的开始和结束时所在的位置。
如上
所以，环绕者（卫星、地球）的动能保持不变，可以一直维持在一个稳定的轨道上。
低轨卫星为什么会掉下来（核心概念：能量损失导致离心力小于引力）具体的过程如上
核心的原因在于有能量损失。
------------------------------------------------------------------------------那么，电子绕原子核运行是否与此类似呢？
你可能会说，只要电子的绕核运动没有能量损失，它当然不会掉下来，不是吗？
你或者又会说，事实摆在那，电子有固定的轨道、能级，它在绕行的过程中不会损失能量。
嗯.......我想告诉你，问题的重点不在这里，电子可能根本就没有这些个烦恼。
为什么呢？
接着往下看。
------------------------------------------------------------------------------ 序幕：科学家一开始和你有一样的疑问（如上
按照前面所说的行星模型，只要电子在绕原子核运行过程中不损失能量，就能够解释电子为什么不会掉进原子核这一事实。
那么，电子有能量损失吗？
（如上
这显然是与现实相悖的。
那么，只能说明这种经典的行星绕行原子模型是有问题的！ 玻尔给出了量子化模型，但...........（一阶段答案）犹如希腊神话中的普罗米修斯，普朗克（Max Planck）在1900年将量子力学的火种带给了人类，他提出黑体（对能量只吸收不反射，比如太阳）辐射的能量量子化假说，也就是说黑体的辐射能量是一份份的离散的能量子凑出来的。
如上
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，现在理解了吧，拿这个n正整数去乘这个hv，最后的结果当然是一份一份的了，这就是所谓的能量子。
玻尔很快借鉴这一思想给出了新的半经典量子化原子模型。
如上
并且这些轨道状态是相对固定的，不会辐射能量。
虽然玻尔的理论成功的解释了氢原子光谱的线状结构，但.....对于电子在轨道上为什么不会损失能量没有给出解释，只是人为规定了固定的能级，换句话说：没有理由，它就是不损失能量。
这有点牵强! 德布罗意给出了一个靠谱的解释，但.........（二阶段答案）那到底能不能从一个我们更好理解的实在出发，给出一个更加合理和自然的解释呢，有请官二代德布罗意出场。
（如上
他的猜想在1927年由戴维逊和革末完成实验验证。
经过计算，重1g，速度为1厘米/每秒的灰尘其物质波波动为6.63*10的-29次方米。
所以这种效应在宏观尺度上是无法被观测到的，但！它却真实存在。
（如上
如上
但是。
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我又要讲但是了：德布罗意的上述观点只能算是二阶段不完全答案。
它也有个问题：这个波到底是个什么？
德布罗意物质波的概念提出来后，因为得到了电子干涉与衍射等实验的验证，包括波动力学的创始人薛定谔及德布罗意本人，都觉得电子的这种波是实实在在的物质波，具有同机械波类似的实际物质结构，但仔细分析后会发现，如果按照这种说法，电子的物质波包就会在传播的过程中发生扩散，打个形象的比方就是电子会变得越来越“胖”，这显然与实际情况不符合。
玻恩、薛定谔给出了新的解释（三阶段.....)1925 年 11 月，薛定谔在阅读爱因斯坦关于玻色一爱因斯坦统计的论文时，得知德布罗意的博士论文，深有感触。
在一次研讨会上，德拜指出，既然粒子具有波动性，应该有一种能够正确描述这种量子性质的波动方程，薛定谔深受启发，创立了 薛定谔波动方程具体的公式如上
关于在这里被引入的波函数，也就是该方程的解，如上
不管怎样，我们从能看到的实在来说明：单电子双缝干涉实验（如上
为此，玻恩提出了一种统计诠释观点：他认为德布罗意的物质波或者薛定谔波动方程中的波函数所描述的并不是实在的物质结构，只不过是刻画粒子在空间分布概率的概率波而已，换句话说，粒子在空间的某处出现的概率服从一定的统计规律，正是这种统计规律显现了粒子的波动性质。
虽然爱因斯坦、德布罗意、薛定谔都极力反对，但这种既承认波动性又不必割裂粒子的观点得到了实验的支撑和多数物理学家的认同，并使他获得了1954年的诺贝尔物理学奖。
这次你重新提出问题并且自己找到答案（三阶段......答案）讲完这个概率波，对于文章标题提出的问题，可以给你一个三阶段的答案：那就是，这个问题本身问错了，按照概率波解释，电子不会有明确的运行轨道，而是如上
当然，对于这幅由荷兰科研机构拍摄于2013年的
如何巧妙的避开这一难题呢，（如上
至此，可以给出本文标准问题中正确的问法：“电子带负电荷，原子带正电荷，为什么电子不会有一定概率存在于原子核中呢”？
当你提出这个问题时，你会发现，你自己找到答案了：电子（当你不观测它时）当然会出现在原子核中，只是遵循一定的概率而已。
遵循什么样的概率？
应该说，到此为止，对于本文标题中的问题，已基本回答的差不多了，但接下来这一段当你看完后，会有个更加深入的认识。
不知你是否记，前面提到的薛定谔波动方程推导的前提：粒子在三维保守力（前面讲过的）外力场中所具有的能量等于势能与动能之和，这是一个很重要的出发点，它向你透露了一个重要的信息，电子的波函数状态或者说电子具体在某一处出现的概率与它具有的能量（势能、动能）有着密切的关系。
（具体关于电子的能量与主量子数n、角量子数l、磁量子数m的关系参见我的上一篇关于自旋的万字回答）如上
在核衰变中的贝塔衰变中有种特殊的类型，被称为轨道电子俘获，当主量子数为n=1时，即电子处于K主壳层时，原子核俘获它的概率最大。
当电子被俘获后，一个质子就转变为一个中子。
讲完了，
我们就简单的来说下吧！为什么会认为电子会掉入原子核?其实这个问题不仅仅是
著名的原子模型枣糕模型就是这样。
卢瑟福的散射实验证明原子里面其实绝大多数地方都是空的。
电子离原子核挺远。
人们才开始意识到电子不会坠入原子核！但为什么呢?因为经典电磁学理论告诉我们带电粒子有加速度时会释放出电磁波。
那么在电子不断地释放出电磁波，必然会不断地损失能量，使得轨道越来越低，直到掉入原子核呀？
按照这个理论想，还确实是一回事。
但是正是这些用经典理论无法解释的现象才促使物理新大门的打开。
其实量子力学告诉我们:原子并不能像宏观物体一样可以释放任意小份的电磁能量。
原子能够释放的能量是分立的一些值，这叫能量量子化。
电子只能处在一些特定的“能级”上。
所以哪怕电子带电且做着加速运动，如果将要释放的电磁能量的值不是正好等于两个能级的能量差的话，这个电磁辐射就会被禁止。
所以电子可以在离原子核较远的轨道稳定运动。
真的无法掉下去吗？
看完前面你应该会想原来如此，但是我想说:稍等稍等，我要装逼了！！！量子力学解释了为什么电子不会掉进原子核中，但是它也告诉我们事实无绝对，电子也可以掉入原子核中(除过中子星巨大引力的那种情况)，只要超过相对论电子简并压就行了。
掉进去碰上质子变成中子跟电子中微子。
如果有兴趣的话可以去了解下电子简并压，但是友情提示最好物理基础知识比较扎实。
评论留下你的看法！
参考：
答案：这是微观世界规律决定的，不能用经典力学去思考这个问题。
电子带负电，原子核带正电，看似异性相吸，但其中存在许多限制条件。
根据海森堡测不准原理，微观粒子的位置和动量无法同时确定，其中一个数据测得越准确，另一个数据就越不准。
一般来说，电子在其能运行的轨道上，离原子核越近它的运行速度就越快，如果电子坠入原子核中，那么它的动量和位置，这两个数据都可以测得更准确，这违反了量子力学的基本规律。
微观粒子需要遵循不确定性不等式：ΔxΔp≥h/4π ，其中h是普朗克常量，Δx是粒子位置的不确定量，Δp是粒子动量的不确定量，使用时通常只在数量级上计算，作定性说明。
为什么要遵循这个规律？
因为在微观世界中观察和计算到的结果就是这样的，无法解释原因，只能说清现象。
其次，电子的运行规律也会阻碍它坠入原子核中。
电子真实的存在状态，并非初高中教科书上看到的电子运动模型，电子是以概率云的形式分布在它所能存在的能级轨道上，就是在特定的轨道上会随机出现。
如果电子位于外层的高能级轨道，它想到内层的低能级轨道，需要向外辐射电磁波释放能量才行，但这个能量并非任意值，只有辐射的能量刚好等于轨道的低能差，电子才有可能向内层跃迁。
否则，即便电子在高能级轨道做加速运动，也无法辐射出电磁波，这就是电子可以在高能级轨道稳定运行的原因，也是它为什么不会坠入原子核的原因。
实际上，电子也并非不会坠入原子核，只不过需要有额外的能量，这又牵扯到泡利不相容原理。
泡利不相容原理指的是：费米子组成的体系中，不允许有两个或
当引力超过电子简并压时，电子会被吸入原子核中，最后变成中子和中微子，中子星就是这么形成的，而中子星没有进一步演化，则是由于中子简并压的顽强抵抗。
微观世界对电子进行层层保护，防止它坠入原子核中，如果没有这些机制存在，世界也就不会存在。

参考：
这其实是一个极其复杂的问题。
直接给出答案，电子是可以坠入原子核的，但是需要外界的能量输入。
原子模型其实19世纪末到20世纪初，很多科学家也都认为电子应该会掉入到原子核内。
这当中就包括大名鼎鼎的汤姆逊，卢瑟福。
他们之所以有这样的想法，其实和当时的电磁学理论有关。
麦克斯韦提出麦克斯韦方程，统一了”电“和”磁“，预言了电磁波的存在。
而赫兹用实验证明了电磁波的存在。
而根据麦克斯韦的电磁学理论，电子应该是不断地释放电磁波，损失能量，然后轨道越来越低，最后坠入原子核中。
因此，当时的汤姆逊就认为原子的模型应该像枣糕一样，上面镶嵌电子。
在这个模型中，电子是均匀地分布在原子内部的。
卢瑟福是汤姆逊的学生，他想要证明自己老师的观点，于是就做了那个著名的α粒子散射实验。
α粒子其实就是氦核，氦核当中有两个中子和质子，他用氦核当作子弹去轰击金箔，以此来研究原子核内部的情况。
按照汤姆逊的枣糕模型，原子的内部应该是均匀的，所以，α粒子穿过时，发生偏转的角度应该都差不多。
可结果呢?绝大部分的α粒子都穿了过去，只有极其少量的发生偏转，而且偏转角度都很大。
这就说明原子内部大部分是空心的，原子核其实很小，α粒子是撞到了原子核后，才有那么大的偏转角度。
于是，卢瑟福提出了他的原子模型：行星模型。
这个模型其实核我们上初中时学的原子模型很像，电子在原子核外绕着转，原子核很小，但原子的质量几乎都集中在原子核上。
但是这个模型一被提出来，就遭到了很多科学家吐槽。
因此，根据麦克斯韦的电磁理论，电子还是最终要坠入原子核，变成枣糕模型的。
后来，卢瑟福有个学生叫做波尔，他提出了一个新的原子模型。
这个模型告诉我们，电子是由自己的固定轨道的，一般来说并不会向外辐射电磁波。
只有当发生跃迁时，才会辐射电磁波，以此来保持稳定。
这里要补充一句，跃迁辐射的能量并不是连续的，而是一份份的。
波尔的模型其实和我们的太阳系很像，所以当时的科学家其实还蛮喜欢这个模型的。
可是波尔的模型运用到氢原子还行，元素序数越大，误差就大得离谱。
后来，波尔有个学生叫做海森堡，他提出了著名的不确定性原理，他认为电子并不像波尔说的那样，有轨道，而是应该用电子云来描述，电子的位置时随机的，就连电子自己都不知道。
我们只能用概率来描述。
不确定性原理还告诉我们，电子的位置和动量是无法同时测得，观测本身也会影响电子的运动情况。
后来，泡利提出了著名的泡利不相容原理，他认为两个完全相同的费米子（电子就是一种费米子）不可能处于相同的量子态。
换句话说就是处于同一原子轨域的两个电子必定拥有相反的自旋方向。
泡利不相容原理的出现，使得我们可以从量子论的角度去解释元素周期律。
电子其实可以坠入原子核也让我们明白，为什么原子的第一个轨道只有2个电子，到了氦就要换行。
根据泡利不相容原理和海森堡的不确定性原理，我们可以得出，存在一种电子简并力，确保两个电子不能同时占据相同的量子态，说白了就是不能让每个轨道的电子超过两个，电子简并力可以说就是物质能够被压缩的极限。
这也是确保了电子不会坠入原子核内的力。
不过，如果是在大型天体发生超新星爆炸之后。
这之后，可能会出现两种情况，一种是中子星，一种是黑洞。
如果电子简并力都无法对抗自身的引力，因此电子坠入了原子核内部，这个时候，原子核内的质子变成中子跟电子中微子，这就成了一颗中子星。
这些其实是从海森堡的不确定性原理和泡利不相容原理的角度出发，得到的结论，而实际的观测结果也确实符合理论。
从能量的角度但其实，我们还可以再深入一点，去思考中子，质子，电子之间的关系。
其实中子和质子并不是基本粒子，因为它们理论上是可以再分的，它们都是由三个夸克构成的。
但是构成中子和质子的夸克不太相同，这就使得中子的质量和质子的质量是不同的。
根据爱因斯坦的相对论，质量和能量是可以被统一起来看的，这就意味着中子的能量是要高于质子的能量。
不仅如此，即使是加上电子的质量。
中子的质量也要高于质子和电子质量的总和，也就是说，中子的能量是要高于质子和电子的能量总和。
要知道能量都是由一个从高往低的趋势，这就好比水往低处流是一个道理。
因此，在自然条件下，单独的一个中子，在15分钟左右就会变成一个质子和一个电子，并放出能量。
即使是在原子核内，也会发生类似的现象，也就是我们常说的衰变。
也就是说，在自然条件下，一个质子和一个电子是没办法变成一个中子的，除非由能量的输入才有可能实现。

参考：
这个问题可以有很多种解释，其中行星模型再结合量子力学的电子概率云模型就可以很好地解释了。
但是今天我们再讨论一种新颖的解释方法：核力我们都知道，原子核中的中子和质子之所以可以稳定地结合在一起而没有分开，就是因为核力的存在。
核力它是一种短程力，属于强相互作用力，比引力要强10^35倍
它的作用范围仅在约1.5*10^-15m内。
核力在大于0.8*10^-15m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5*10^-15m时，核力急速下降几乎消失；
而在距离小于0.8*10^-15m时，核力表现为斥力。
核力与电荷属性无关、且存在饱和性。
知道了核力的性质，我们就讨论一下电子为何不掉入原子核中。
因为电子虽然具有一定的动能，但是这种动能还是太小，即便是加上电子和质子之间的库仑力，都不足以克服核力能垒使电子进入原子核。
当然，如果压力足够大，比如超新星爆炸时，核心的巨大压力就可以给电子足够的力克服核力能垒，从而直接把电子压入原子核然后再和质子结合形成中子。
但是，在我们正常的物质组成中，我们根本就无法给出如此大的压力，故而电子也没有足够能量克服核力能垒进入原子核。

参考：
在不少的原子示意
这种原子模型由卢瑟福在1911年提出，又被称为原子行星模型。
考虑到行星和太阳之间有引力作用，引力刚好充当行星公转的向心力，所以行星不会掉进太阳中。
同样地，带负电的电子和带正电的原子核之间存在库仑力作用，库伦力刚好充当电子公转的向心力，所以电子不会掉进原子核中。
然而，这种原子模型其实是完全错误的。
那么，现代物理学又是如何解释电子不会掉进原子核中呢？
原子行星模型的起源原子行星模型的起源是因为引力和库仑力的相似性。
根据牛顿引力定律，两个质量之间的引力表达式为：其中m1和m2表示物体的质量，r表示两个物体质心的距离。
根据库仑定律，两个带电粒子之间的库仑力的表达式为：其中q1和q2表示带电粒子的电荷量，r表示两个带电粒子之间的距离。
然而，与行星不同的是，电子是带电的。
自19世纪中叶以来，物理学家就知道，经历加速（速度和方向的改变）的电荷会发出电磁辐射（光子），在这个过程中会损失能量。
一个旋转的电子会把原子变成一个微型的无线电台，它的能量输出是以电子的势能为代价的。
根据经典力学，随着能量的不断损失，电子将会螺旋进入原子核中，原子会坍缩。
量子理论来拯救到了20世纪20年代，随着量子力学的发展，物理学家认识到，像电子这样的微小物体不能被看作具有一定位置和速度的经典粒子，我们只能知道电子在空间中任何一点出现的概率。
根据量子力学，越靠近原子核，电子出现的概率越高。
上
越靠近原子核的地方，单位体积空间内的电子数增长得非常快。
从这个角度看，电子似乎确实落入了原子核中。
“无限之战”把电子从死亡螺旋中拉回来虽然电子的势能会随着它向原子核力场的移动而变得更负，但它最终会趋于负无穷。
然而，由于总能量保持不变，势能的损失由电子动能的增加来补偿，动能的增加决定了电子的动量和有效速度。
因此，当电子无限接近原子核时，它的势能会下降到负无穷，而它的动能则会上升到正无穷。
这场“无限之战”双方都无法获胜，而是达成了一个平衡。
势能的下降只是动能的两倍，电子以与玻尔半径相对应的平均距离而运动。
不确定性原理不过，这种描述还有一个问题。
根据不确定性原理，像电子这样小的粒子既不能被认为具有确定的位置，也不能被认为具有动量。
海森堡认为，诸如电子这样的量子粒子的位置或动量可以被精确地知道，但随着其中一个量被精确地测定，另一个量的值会变得越来越不确定。
这不仅仅是一个观察困难的问题，而是一个自然的基本属性。
这意味着在原子的微小范围内，电子并不能被认为是一个具有确定动量和位置的“粒子”。
因此，“电子落入原子核”的说法从一开始就是错误的。

参考：
答：因为在量子力学中，能量是一份一份的，这个条件限制了电子围绕原子核运动的轨道，使得一般情况下电子不会坠入原子核。
原子的经典模型1897年汤姆生发现电子，经典物理学对原子的模型，就是电子围绕原子核运行，电子带负电，原子核带正电，由库仑力提供向心力。
根据经典力学的描述，电子绕核做圆周运动，就会对外产生电磁辐射，使得电子损失能量，然后轨道降低，直到坠入原子核，经过计算，该过程几乎就是瞬间完成的，按照经典力学的模型，原子几乎不可能稳定存在，这个问题一直困扰着物理学家们。
量子力学的描述在一百多年前，经典力学的科学家们不止遇到这么一个棘手的问题，其中德国科学家普朗克，为解决黑体辐射问题提出量子的概念，从此打开了量子力学的大门。
根据量子力学的描述，电子发射的能量是一份一份的，能量不可能无限细分，于是电子围绕原子核运动，辐射的电磁波（光子）能量是受到限制的，这使得电子只能以特定的轨道围绕原子核运动，不会坠入原子核。
量子的提出，解决了经典力学的很多问题，也彻底改写了原子的物理模型，目前量子力学解释电子绕核运动的是电子云模型，电子在当前轨道附近出现的概率最大。
电子真的无法坠入原子核吗？
当然也有特殊情况，由于相对论速度是有限值，当原子所处的能量态很高，超过了电子简并压力时，电子也是可以坠入原子核的，此时电子会坠入原子核与质子中和，形成不带电的中子，并由中微子带走一部分能量。
这种情况发生在中子星形成时，恒星强大的引力超过了电子简并压力，然后由中子简并压力抵抗万有引力，当中子简并压力也无法抵抗引力时，中子星会继续塌缩成夸克星或者黑洞。
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如果电子被核吸进去，就要放出势能。
势能必须转化成电子动能，电子的速度已经接近光速，不能再提高了。
所以绕核转的电子，不具备有放出能量的条件。
电子对核的电磁力势能，不能转化消耗，电子就不会被吸到核里面去。
这就是元素原子保持稳定的原因。
电子或原子核受到外力，电磁力或万有引力作用时，电子才会产生震荡。
产生变化电场同时出现变化磁场，放出电磁波，原子就发光。
电子震荡对核的势能会产生周其性变化，这种变化是外力引起的，转化成了电磁波。
不是消耗电子对原子核的势能，电子不会被吸到核里面去。
核聚变发生时，是质子受万有引力作用，以震荡方式靠近结合，生成新的原子核。
放出伽马射线，核外电子重新分配绕核转，也不会吸到原子核里面去。
只有恒星耗尽能量后，在恒星中心万有引力产生巨大压力，把电子压到原子核的质子上去。
在这个时候，有条件放出极强电磁波。
生成中子形成中子星。

参考：
问题应该修正一下“'电子带负电，原子核带正电，为什么电子不会掉入原子核中”。
汤姆逊发现电子之后就在考虑原子的结构问题了。
当时知道原子呈电中性，而电子带负电，则必须有带正电的“东西”，他根据原子这样的特点提出“枣糕模型”，即电子像枣子一样镶嵌在蛋糕上。
后来，卢瑟福通过著名的“α粒子散射实验”否定了枣糕模型。
卢瑟福提出，原子有一个很小但非常坚硬且带正电的核，电子绕着这个核圆周运动。
卢瑟福提出的模型结构我们称之为核式结构模型或行星模型。
不过这个模型也经不起推敲，出现了解决不了的问题，最重要的一个问题就是“电子灾难”。
电子饶原子核圆周运动，按照电磁场理论，电子会不断向外辐射电磁波，电子的能量会越来越少，最终掉到原子核中，这就是“电子灾难”。
玻尔为了解决这个问题，引入量子理论。
他认为，电子饶原子核圆周运动的轨道是不连续的，分立的，也就是量子化的，电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量）。

参考：

电子为什么没有掉进原子核？
早期科学界曾经认为原子就如缩小的太阳系，电子绕原子核旋转，跟行星绕太阳运转差不多，随着核作用力和量子力学研究的深入，人们才认识到原子跟太阳系的引力作用还是有区别的。
磁力和引力的共性，是它们的力场都产生于宏观物质和微观物质的螺旋旋涡运动，星系产生于星云的扁平螺旋旋涡里，科学家也称电子为电子云雾，说它们都是旋涡体系，是符合物质宇宙构造宏观和微观物质个体规律的，太阳系的引力平衡态，与原子的能量磁力平衡态，从力学原理上讲，还是没有本质区别的，量子的能量包，其一份一份性，就是螺旋旋涡的周期性，螺旋运动都是满一个周期，才能进入下一个周期，螺旋结构物质的周期性，决定了量子整体份量，就像螺旋圆周运动不会以二分之一三分之一进入下一个周期，能量子也不会以几分之几释放，而是以波包的形式存在，波就是螺旋的变形形式，分析这些，讲的都是微观宏观的共同之处，科学家追求大统一，应从宇宙物质的螺旋运动和螺旋结构去考虑，电子的能级跟行星的轨道有何异同，是可以搞清楚的。
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