如何巧妙的避开这一难题呢,(如上图)其基本的原理是利用静电场将1个氢原子的电子剥离开并投影在底板上,这相当于给原子的图像拍了一帧,当然,这个原子就不能再用了,然后下一个原子再来一张,再下一个,再下一个,辅助以适当的放大,这样大量氢原子的投影的集合就间接的凑出了一个氢原子电子波函数的图景了 。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)如上图,换句话说,当电子的能量不同时,其出现在原子核附近或者原子核中的概率是不同的,一般来说,受到质子吸引力越强,或者说与原子核靠的越近,这种出现的概率越大,当然这样讲是有现实的例子的 。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 。
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