第十章 电子轨道运动辐射光子，原子为什么还是稳定的

　　在本篇§3.2中，我们已经知道光子的质量为

。　（10.1）

假设电子是由光子组成的，因为光子的质量是电子质量的倍；或者说电子中包含有个光子，则光子的电量为

　　［库仑］　　　　　　　　（10.2）

电子绕核作轨道运动，辐射频率为ν的光子，因为辐射出去的能量是和质量相联系的，电子的质量将减少。

电子轨道运动辐射的能量，由式（10.1）知为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （10.3）

辐射出去的质量为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　（10.4）

式中　（）为单位时间内辐射出去的总能量。

　　　　ν为频率或光子数。

因为

　　　　　　　　　　　　（10.5）

则

　　　　　　（10.6）

可以证明右式括号内的值为零，即

　　　　　　　　　　　　　　　（10.7）

于是在轨道运动辐射光子的情况下，式

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　（10.8）

仍然成立。

所以，电子不会因为轨道运动辐射光子而落向原子核。

电子是由光子组成的，辐射的最后结果，会不会使电子的质量，能量全部辐射出去呢？不会的。因为氢原子第一轨道，辐射完电子的全部质量所需要的时间为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　（10.9）

即

　　　　［秒］　　　　　　（10.10）。

式中　ν为玻尔轨道辐射频率，。

辐射完一个电子质量大约需要10.44小时，这是n＝1的最小轨道。当n＞1时，轨道辐射，辐射完一个电子质量的时间将会更长。在微观领域，这样的时间已经是很长的了。在这样长的时间内，电子轨道运动不断地辐射光量子，也会不断地吸收光量子，维持平衡，而不致引起电子的消灭。

当电子吸收光子的能量超过了辐射能量时，电子能量增大，这时脱离能大于束缚能，电子成为“光电子”飞离轨道，这就是光电效应。

根据

有

　　　　　　　　　　　　　　　　（10.11）

式中　是与“光电子”的初动能相联系的功。

　　　是与第n轨道的束缚能相联系的功。

　　　是与辐射能相联系的功，也即脱出功。考虑到电子椭圆轨道运动的一般情况，与辐射功相对应的能量应为（5.24）式：

当时，就发生“光电效应”（hν是电子吸收的光能量）。当 时，可以确定红限频率。

实际上，电子可能并不向外发射光子，只是具有发射光子的能力。我们的宇宙存在于光子的海洋之中，电子轨道运动只是使其周围的光子海洋激起“波浪”。有如在水面下的一只飞轮，会激起水的涡流一样，电子绕核的轨道运动也会激起光子海洋的“涡流”。如图10－1所示。

在与飞轮平面垂直的方向，形成螺旋辐射波，而在飞轮平面内的空间形成同心圆辐射波。