* 量子力学： 原子内の電子の挙動は、量子力学の原理によって支配されています。 これは、電子の状態が特定の場所ではなく、軌道として知られる確率分布によって記述されることを意味します。
* 軌道エネルギーレベル： 原子の電子は特定のエネルギーレベルを占めます。最低のエネルギーレベルは基底状態と呼ばれます。 水素原子の電子は通常、その基底状態に存在します。 より高いエネルギーレベルにジャンプするには、電子がエネルギーを吸収する必要があります。
* 電磁力： 電子とプロトンの間には強い静電引力がありますが、電子は運動エネルギーと角運動量も持っています。 この一定の動きは、単にプロトンに落ちることを防ぎます。
* 不確実性の原則： Heisenbergの不確実性の原則は、粒子の正確な位置と運動量の両方を同時に知ることは不可能であると述べています。 電子がプロトンに「で」になると、その運動量はゼロになります。しかし、これは不確実性の原則に違反します。
このように考えてみてください： 地球を周回する衛星を想像してください。 衛星は重力のために常に地球に向かって落ちていますが、その水平速度は軌道に留まります。水素原子の電子は類似しており、プロトンに絶えず引き付けられていますが、その動きと量子特性は崩壊しないようにします。
なぜ電子がエネルギーを失い、核に落ちないのですか？
電子は光子を放出することでエネルギーレベルを低下させることができますが、単に核にスパイラルすることはできません。電子が最も低いエネルギー状態に対応する核から最小距離があります。これは、原子のエネルギーレベルの量子性が原因であるためです。
要するに 量子機械的原理、静電引力、運動エネルギー、角運動量の組み合わせのために、水素原子の電子は陽子に着地しません。それは、その特定のエネルギーレベルと軌道によって決定される安定した状態に存在し、絶えず核の周りを移動します。
