为什么我们的宇宙极大和极小如此相似,比如原子结构和太阳系结构,有什么奥秘吗?首先来对比一下,原子是由带正电的原子核以及绕核运动的带负电的电子组成,原子核的质量占据整个原子质量的99.96%。相比之下,太阳占据整个太阳系质量的99.86%,周围也有绕其运动的行星。此外,就像行星与太阳之间的引力一样,电子与原子核之间的库仑力也遵循平方反比定律。

打开网易新闻 查看精彩图片

因此,原子的结构看似非常类似于太阳系的结构,原子核就像太阳,而电子就像行星,行星绕太阳运动,而电子绕原子核运动。然而,这只是一种视觉上的错误对比,实际上,原子的结构与太阳系的结构完全不同,根本就谈不上相似。

打开网易新闻 查看精彩图片

虽然电子确实是绕原子核运动,但是电子根本就不存在运动轨道。电子没有确切的位置,只有出现在某个位置的概率有多少,它们的概率分布被称为“概率云或电子云”。在电子云密度越大的地方,电子出现在此处的概率就越高。原子的行星模型或者波尔模型均违背了量子力学中的海森堡测不准原理,因为在现实中,我们无法同时测出电子的速度和位置。相比之下,行星绕太阳运动的轨道是确定的,并且我们可以同时测出行星在任意时间的位置和速度。

打开网易新闻 查看精彩图片

当原子核外只有一个电子时,电子云的形状就像一个球体。如果同时存在多个电子,它们之间的相互作用非常强烈,使得电子云呈现出不同的形状:纺锤形、花瓣形以及更为复杂的形状。相比之下,行星之间的引力干扰较少,它们都能维持各自轨道的稳定。此外,绕原子核运动的电子都有相同的尺寸以及相同的质量,而行星的尺寸和质量不尽相同。总之,原子的结构完全不同于太阳系的结构,我们不能用宏观世界的经验来看待微观世界。