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수소의 전자가 양성자와 충돌하지 않는 이유는 무엇입니까?

수소 원자의 전자는 양자 역학의 법칙으로 인해 양성자와 충돌하지 않습니다. 양자 역학에서, 전자 및 양성자는 파동 함수로 설명되며, 이는 시스템 상태를 설명하는 수학적 기능이다. 전자와 양성자의 파도 기능은 공간의 영역에 걸쳐 퍼져 있으며, 특정 위치에서 전자 또는 양성자를 찾을 확률은 파동 함수의 제곱에 의해 주어진다.

수소 원자에서 전자 및 양성자의 파동 기능은 양성자와 동일한 위치에서 전자를 찾을 확률이 매우 작을 수 있습니다. 이것은 전자와 양성자의 파동 기능이 다른 모양을 가지기 때문에 "Bohr 반경"으로 알려진 공간 영역에 의해 분리되기 때문입니다. 보르 반경은 수소 원자에서 전자와 양성자 사이의 평균 거리는이다.

양자 역학의 법칙은 또한 전자가 양성자로 나선화되는 것을 방지합니다. 전자는 일정량의 각 운동량을 가지고 있기 때문에 회전의 척도입니다. 전자의 각 운동량은 양성자 주위의 궤도에 보관합니다.

고전 물리학에서, 전자는 전자기 방사선을 통해 지속적으로 에너지를 잃어 버리기 때문에 전자가 양성자로 나선형을 줄 것이다. 그러나, 양자 역학에서, 전자는 Quanta라고 알려진 불연속 양으로 만 에너지를 잃을 수있다. 전자가 잃을 수있는 에너지의 양은 전자 궤도의 에너지 수준의 차이에 의해 결정됩니다. 전자 궤도의 에너지 수준은 양자화되므로 특정 값 만 가질 수 있습니다.

수소 원자에서 전자의 가장 낮은 에너지 수준은 "지면 상태"로 알려져 있습니다. 전자는 다음 에너지 수준에 도달하기에 충분한 에너지가 없다면 "여기 상태"라고 알려진 에너지를 잃을 수 없으며 양성자로 나선형을 잃을 수 없습니다. 전자를 다음 에너지 수준으로 자극하는 데 필요한 에너지는 전자가 전자기 방사선을 통해 잃을 수있는 에너지보다 큽니다. 이것이 전자가 양성자로 나선화되지 않는 이유입니다.

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