质子带正电,电子带负电,异性相吸,为什么他们不是像磁铁一样紧吸在一起,而是电子绕质子作圆周运动,

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/18 06:43:54

质子带正电,电子带负电,异性相吸,为什么他们不是像磁铁一样紧吸在一起,而是电子绕质子作圆周运动,
如果是因为电子之间的相互排斥力,那氢原子的电子为什么也是绕质子作圆周运动,而不是与质子吸在一起?

我想请你设想两种状态：
【1】质子和电子均静止,或者相对运动方向沿二者的连线方向,相隔一段长度无阻力摆放着.
【2】质子静止,而电子与质子虽然间隔相同的距离,但是电子有一定的与连线方向垂直的初速度.
他们最终的结果是什么?【1】就像你说的,像磁铁一样紧吸在一起,在经典物理框架下也会中和电荷,成为一个中性粒子团.但【2】的话就会产生稳定的规范圆周运动,并非像你说的一样像磁铁般紧吸在一起.
为什么会出现这种差异呢?你当然可以认为是库伦力提供向心力,使电子作圆周运动.但这个解释不能命中问题的核心.问题的核心在角动量上.【1】系统电子相对于质子参考点初角动量为0,由于角动量守恒,所以【1】系统处于稳定状态时,电子相对于质子参考点来说角动量一定为0,因此会紧密相吸,而【2】系统,电子相对于质子参考点初角动量不为0,所以稳定状态时的电子相对于质子参考点角动量必不为0,因此是圆周运动,此时库伦引力作向心力,维持系统角动量守恒,即维持稳定的圆周运动.
一定要注意,这只是在经典理论框架下的讨论,真正的电子质子行为尚无定论,量子力学会给出一些粗糙的结论,你可以稍作了解.

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