提到原子深层结构，很多人会想到一个普遍的类比：电子犹如行星环绕太阳，同样，它们也围绕着原子核旋转。
然而，将电子描述为围绕原子核旋转并不准确。假如真如太阳系般的运转，电子在运动时应会释放能量，从而导致其运行轨道收缩，最终电子应会落入原子核中。
但现实中，电子并未如此坠落，这表明，原子深处的运作机制不能用传统的经典力学来解释。
原子核及电子属于微观领域的事物，我们需要借助掌管微观世界的量子力学来进行理解。下面，我们用易于理解的方式来阐述电子运动的真相以及其为何不被原子核所吸引。
在讨论电子运动之前，我们不得不先谈及电子跃迁。
在量子世界中，微观粒子的行踪是不确定的，我们无法同时掌握粒子的速度与位置，只能通过概率来描述，即所谓的波函数。如何计算波函数？
我们可以依靠薛定谔方程。这个方程在量子力学中的地位，相当于牛顿经典力学第二定律在宏观世界的地位，其重要性不言而喻。
我们不能将牛顿的定律简单地应用于量子世界，因为宏观与微观世界是截然不同的。
那么，何为量子跃迁？简单地说，电子在处于较高的能级状态时，一旦遭遇干扰，就会随机地跃迁至较低的能级，并在这个过程中放出能量。
用生活中的一个例子来类比：山顶的石头（代表高能级的电子）有自然下落到山谷（代表低能级的电子）的趋势。一旦施加外力，如轻轻一推，石头就会滚下山谷。
但我们不能确定电子具体会跃迁至哪个能级，只能用概率来描述，也就是电子云。
此外，由于能量不是连续的，而是离散的（量子化的），电子跃迁时放出的能量只能是两个能级之间的能量差。同理，电子吸收能量向高能级跃迁时，也只能吸收特定的能量差。
那么，电子为何会从高能级跃迁至低能级呢？到底什么样的扰动会导致电子跃迁？
可以这样通俗理解：电子更倾向于维持稳定，低能级的电子比高能级的更为稳定。
回到之前的石头比喻：山顶的石头（高能级）不稳定，一旦滚落到山谷（低能级）就变得稳定了，很难再受扰动影响。
你可能会好奇，什么样的扰动导致了电子跃迁？
我们知道，原子由原子核和电子组成，而原子核极其微小，只占原子半径的极小部分，电子则更为微小。因此，原子内部大部分空间是“虚空”的。
然而，这里的“虚空”并非真正的空无，反而充满了活力。
在极短的瞬间，“虚空”会随机产生虚粒子，如正电子和负电子，随后迅速湮灭，转化为能量。
这听上去像“无中生有”，似乎违背了能量守恒定律，但实际上并没有。
根据量子世界的不确定性原理，如果粒子产生的时间极短，这种转化是可能的，这段时间内的能量即为基态能量，也称为“真空零点能”。
所谓的“虚空”（真空）并不空虚，它像沸腾的海洋，不断上演着粒子的产生与湮灭，即“量子涨落”。
正是这种量子涨落对处于其中的电子产生了扰动，促使电子跃迁到低能级，释放能量。如果电子吸收了足够的能量，则会跃迁回高能级。电子一旦吸收足够多的能量，就可能跃迁至足以摆脱原子核束缚的高能级，变成自由电子，即所谓的“等离子体”状态。
电子实际上是在高能级与低能级之间不断跃迁，形成电子云，而非环绕原子核运动。这解释了为何电子不会被原子核的引力吸入。
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