单词 | 为什么会存在“巨大”的原子 |
释义 | 为什么会存在“巨大”的原子 原子是不是一定就非常小呢?这要从原子的大小由什么决定说起。原子是由原子核以及核外的电子云构成。按照经典的核式模型,电子如同行星围绕太阳运动一样围绕原子核做圆周运动。但是按照量子力学的解释,如果电子有确定的轨道,则意味着同时拥有确定的位置和速度,这在微观世界是不存在的。量子力学告诉我们电子是像云一样弥漫在原子核周围的,电子究竟在哪里不知道,但是在这片云里的每一处位置都可能找到电子。如果一个氢原子有一幢大楼那么大,氢原子核只不过相当于放在这幢大楼中心的一个乒乓球那么大而已,可见原子的大小是由电子云分布的区域决定的。 当然为了便于理解,我们仍然可以采用不严格的电子绕核运动来说明,只不过电子的轨道并不是可以任意存在的。为了维持原子的稳定,电子的轨道就像一个个分立的以原子核为圆心的同心圆,在两条轨道之间不存在第三条轨道,这些分立的轨道用能级n来标记。电子运动在最靠近原子核的那一条轨道时n=1,这被称为原子的基态,大多数情况下原子处于这种状态。电子轨道往外围扩大一次,能级就增加1。如同绕地球飞行的卫星一样,距离地球越远,它的重力势能就越大,能级越大的原子,能量就越高。 原子的能量是如何变高的呢?当一个光子的能量恰好可以使电子由现在的轨道“跳跃”到下一条轨道时,这个光子就会被原子吸收,原子的能级增加。这就是原子的跃迁过程。当原子在特定的条件下吸收了足够多的能量,随着能级越来越高,电子的轨道距离原子核也越来越远,原子也就越来越大了。里德伯原子就是指那些能级非常高的原子,n=250的里德伯原子半径约为3.3微米,是氢原子的4万倍,已经接近一个典型细菌的大小了。(李力) 【微问题】怎么样在家里观察光谱? 【关键词】光谱 玻尔模型 里德伯原子 |
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