电子结构

电子结构 电子是由什么构成的？什么形状？有多大？怎样运动的？速度有多快？

答：当前理论下，电子已经是最基本的粒子之一，不存在内部结构，本身是点状的。

经典物理模型为：球形，直径大概10^-15米数量级，一般绕着原子核运动，氢原子中基态电子的绕核速度大约是1/137倍光速。

在量子电动力学中，电子是基本粒子之一，而且量子电动力学要求电子不存在内部结构，不然处理电子中电荷的问题时，会得到发散的结果。

目前关于电子的绕核模型，以电子云模型最为合理；因为不确定性原理，电子不存在固定的轨道，甚至电子本身也没有确定的边界，只是以概率波的形式，弥漫在原子核周围，当我们测量电子时，概率波就会坍缩到具体的位置。

只有在经典物理中，我们才讨论电子的具体大小和速度，此时电子绕着原子核运动，而且各种能级对应轨道下的运行速度是不一样的；比如氢原子，电子处于基态时，电子的绕核速度大约是1/137倍光速。

虽然在量子力学中，我们无法谈论电子的结构，但是一些未被实验验证的前沿理论，比如超弦理论，就认为电子由更基本的“弦”组成，弦以不同的形式振动，就得到了不同的基本粒子。

只不过“弦”的尺度太小，大约在10^-34米级别，以目前的技术条件，根本无法探知“弦”的存在，所以超弦理论只是一种假说，而且非常被物理学家看好。

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标准模型中有基本粒子的概念，比如光子，电子这些粒子就属于基本粒子，其不可再分，没有内部结构。

电子的形状很难描述，形状这个词是描述宏观物体的。

电子的形状并不是球体的，也无法用形状这样的词语描述电子。

我们平时看到的这样的照片，只是为了形象表达电子绕核运动，其电子并不是图中的球形形状。

电子不被观察时，既是波动的也是粒子性的。

你说电子什么形状？ 我更愿意相信电子是波粒二象性的形状。

电子没有固定的轨道和位置，科学家称电子为“点粒子”，它发生作用时，就类似于点，而不会填充空间。

电子的直径并不能很精确，只能大概锁定到10^-15m这个量级上。

电子虽然绕原子核运动，但却不像地球绕太阳那么规律。

人类没有办法同时测量电子的速度和位置，也就无法得知电子的轨迹。

所以我们只能被迫采用另一种形式描述电子的运动，也就是概率波。

我们只能用概率统计出电子在下一秒出现在某点的几率多大，而不能确保电子在下一秒一定出现在某点上。

电子释放能量后其能级会降低，这些能量会变成光子。

电子吸收能量后，其能级会升高。

其实高能级和低能级只是说电子出现在高能级区域和低能级区域的概率而已。

电子吸收能量其能级增加，也只能说电子处于高能级的几率会增加，但依旧有出现在低能级轨道上的概率，只不过更低了而已。

动态图中红点密度越大的区域，代表电子出现在这一区域的概率越大，反之亦然。

电子绕核速度要看在什么能级上，不同能级上的电子其绕核速度不一样。

第一能级绕核速度约为2.2×10∧6m/s第二能级约为1.1×10∧6m/s第三能级约为0.73×10∧6m/s其平均速度比光速低了两个数量级