2：原子核中的力量很大，其中原子核的能量被释放之后会有相当大的危害。原子核被一种强力束缚在线度为10负15次方米的区域内，由爱因斯坦质能方程可得：原子结合能=（原子核内所有质子、中子的静止质量和-原子核静止质量）×光速的平方。可见任何宏观物质都含有巨大的能量。

　　3：虽然原子的大部分质量都集中在原子核，但是原子核只占据原子很小的一部分空间，你所说的这个巨大的空间不是很准确，因为核外电子是按能级排列在原子核外的，由于电子绕核旋转，就像一个旋转的带电物体能够产生磁场一样，一个原子就会产生磁场，即磁矩；因此在这些空隙中是充满磁场的，只不过强弱不一样。至于更详细的形成原因，那就得用量子力学来解释。

　　我们先来看一个具体的例子，氢原子是宇宙中最简单的原子，在处于最低能级（基态）时，它的原子半径最小，大约为0.528 x 10^-10 米，氢原子的原子核其实就是一个质子，其半径大约为 0.833 x 10^-15 米，除此之外，氢原子的内部还有一个电子，关于电子的半径目前我们还没有确切的数值，但可以肯定的是，电子的半径不会超过 10^-16 米的数量级。

　　经过简单的计算我们就可以得出，氢原子的半径大约是其原子核的63385倍，按照这个比例，假如我们把原子核放大到一个足球（足球半径约为0.11米）的大小，那么氢原子就是一个半径为6.972公里的巨大球体，而在这个球体里的电子大概就与一颗普通的玻璃弹珠差不多。

　　由此可知，原子内的空间大得离谱，我们说原子内99.9999%都是空的，都不足以说明原子内部的空旷程度，事实上，我们还应该在小数点后面加上更多的“9”才行。那么问题就来了，电子绕着原子核旋转，那么电子与原子核之间巨大的空间里有什么？

　　根据量子力学的描述，原子内的电子不是规规矩矩地围绕着原子核运行，而是以一种“概率波”的方式分布在原子内的空间，它们会按照一定的概率随机地出现在原子内的空间里，电子的这种分布方式被称为“电子云”，也就是说，原子内的空间并不是我们想象中的那么空旷。

　　那么在原子内的空间里，除了原子核和电子之外，还有其他东西吗？答案是肯定的。

　　首先就是“希格斯场”，这是物理学家彼得.希格斯（Peter Higgs）在1960年代提出的理论，该理论指出，“希格斯场”在宇宙空间里无处不在，而正是因为“希格斯场”的存在，构成宇宙万物的基本粒子才会具备质量。

　　我们都知道，当物体在水里面运动的时候，水会对这个物质造成一定的阻碍，希格斯认为，当基本粒子在“希格斯场”中运动时，“希格斯场”也有可能会对其造成一定的“阻碍”，这种“阻碍”程度的大小就是我们所说的“质量”了。

　　希格斯指出，并不是所有的基本粒子都会受到“希格斯场”的“阻碍”，比如说光子，所以光子的质量就为零，其速度也就是宇宙中最快的速度——光速。需要注意的是，希格斯的理论在2022年的时候就已经得到了欧洲核子研究组织（CERN）的证实，这就意味着，“希格斯场”是真实存在的，而由于“希格斯场”在宇宙中无处不在，所以在原子内的空间里必定也有它的存在（否则原子核和电子将没有质量可言）。

　　除了一直存在的“希格斯场”之外，在原子的内部还有一些“过客”，首先就是光子，光子是传递电磁力的基本粒子，因此如果原子处于电磁场中，那么原子内的空间里就会有光子。

　　然后就是中微子，由于中微子体积非常小（半径大约是 10^-20 米），又不受强相互作用力、电磁力和引力的影响（注：中微子质量极低，引力对它的作用可以忽略不计），所以绝大多数的中微子都可以轻松地穿过原子。

　　在我们地球上，中微子主要来自于太阳内部的核聚变，太阳每秒钟会释放出大约 1.7 x 10^38 个中微子，平均下来到达地球的中微子密度可以达到每平方米 6 x 10^14个（600万亿个），因此可以说，在地球上的原子内的空间里，会经常出现中微子的身影。除此之外，当一些较重的原子核发生衰变的时候会释放出一些粒子，比如说α粒子或者β粒子（电子或正电子），这些粒子也会在原子内的空间里短时间地存在。

　　另外要说的是，在原子内的空间里，还有可能存在一种基本粒子——引力子。在宇宙中存在四种基本力，目前我们已经确认了其中三种力的传递方式，即强相互作用力由胶子传递，电磁力由光子传递，弱相互作用力由W±玻色子和Z玻色子传递，在这个基础上，科学家推测引力也是由某种基本粒子传递的，这种基本粒子就被称为引力子。

　　我们都知道，凡是具有质量的物质都会产生引力，所以说如果科学家的这种推测是正确的话，那么在原子内的空间里还会存在着引力子。

　　回答完毕，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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　　很多人会有误区，认为电子和原子核可以类比成是太阳和围绕太阳运动的行星的关系，其实这是完全错误的，宏观世界中我们认为地球和太阳之间是真空的宇宙，宏观世界依靠物质间的间隔来保证彼此独立，但微观世界遵从的是不确定的波函数关系。以前初中科学课本上老师讲过原子的结构，我们都以为原子的结构是下图中这样的。

　　但实际上，这只是方便我们去理解，电子并不是在固定轨道上运动的，电子是以不确定的电子云方式出现的，就像下图中这样。

　　而我们千万不要从空间的角度去思考电子和原子核之间的关系，我们应该从概率的角度去思考这个问题，电子和原子核之间存在的其实还是电子。因为在微观世界中原子核外一定范围内任何空间都有可能存在电子，他们具体在什么位置实际上是不确定的，出现的位置是一个概率问题，而不是已经确定的事情，所以我们可以认为电子是充满了整个原子核外的空间的。

　　基本的回答是：还是电子。就像周星驰

　　苏察哈尔灿：乞丐中的霸主？那是什么？

　　洪日庆：还是乞丐。

　　言归正传。你之所以觉得电子和原子核之间有巨大的空间，是因为实验上至今都没有发现电子有不为零的半径（所有的这类实验，都测不出电子半径的下限），也就是说，对于电子的标准描述，仍然是一个半径为零的几何点。

　　一个原子的尺度在10的-10次方米的量级，一个原子核的尺度在10的-15次方米的量级，因此原子核的体积只占原子体积的10的15次方分之一，即一千万亿分之一。在这个意义上，原子的绝大部分空间都是空着的。

　　原子模型

　　但是，如果你认为电子就像个台球，在某个时刻必然有个确定的位置，那就错了。这样的想法，必然导致跟实验矛盾的预测。

　　为了跟实验一致，现在对电子的标准描述是这样：电子的状态由一个函数

　　施郁

　　（复旦大学物理学系教授）

　　题主的思路是按照经典物理的思路，以为电子绕着原子核旋转就类似行星绕着太阳转。

　　电子与原子核要服从量子力学，电子在原子核周围所有的位置都有一定的概率出现。在不受环境干扰的情况下，电子在原子核外有一个连续分布的波函数，也就是说，在任何位置都有概率出现。这个波函数的模的平方就是几率，或者说概率。

　　如果测量电子，它就被发现在某个位置。那么在这个瞬间， 电子的位置是确定的，在周围的空间是没有电子的，什么也没有。但是电子的波函数立即按照这个初始条件开始演化。

　　波函数中有一种特殊的波函数，叫做定态。一旦落在这样一个波函数上，那么电子就永远处在这个波函数上，而且能量保持不变。对应于最低可能的能量的定态叫做基态，这个波函数是球面对称的。

　　【施郁原创】

　　电子绕着原子核旋转，那么电子与原子核之间巨大的空间里有什么？

　　有一个比喻是如果原子相当于一个大礼堂的话原子核就是里面的一个乒乓球，如此来形容原子内部的空间是非常宽敞的，但这巨大的空间内部除了电子外就什么都没有了吗？

　　经典原子模型

　　动态的电子与原子核模型，周围黄色小点代表的是电子，你会发现这些电子在原子核周围出现的概率是随机的，根据量子力学的不确定性原理，我们是无法测得电子的具体轨道的，只有电子的能级状态，其从高能级跌落的时候会释放出光子。

　　请忽略掉这个示意图中的圆形电子轨道，实际上是不存在的，仅供示意，不宜较真！因此在这个区域里，至少还存在光子的存在，其实除了光子外还有中微子和引力子（当然这个还停留在理论上未经证实）

　　尽管存在上述这些粒子，但这个空间内部依然是十分空旷的，所以在恒星哦白矮星以及中子星阶段都将这个压缩了，不再存在这个空间，更极端的还有黑洞，在这个天体里，甚至都不存在任何多余的空间，因为所有的物质都被挤入一个没有体积的点内........

　　我们在中学物理课堂上就学到卢瑟福核式或者行星模型，他认为电子绕着原子核旋转，就像行星绕着太阳按轨道运行一样，提出了原子核的概念。

　　但这个早期的行星模型具有重大的缺陷，它无法解释原子的稳定性，也就是为什么电子绕核运行，但没有失去能量而掉到原子核上，这和电磁学理论是矛盾的。

　　1911年，玻尔提出了原子能量量子化，在稳定轨道上运行的电子不辐射能量，在不同能级之间跃迁的能量也必须是量子化的。这就构成了玻尔的原子模型，我们了解到电子轨道的半径和能量都是量子化的。

　　1926年，薛定谔利用德布罗意物质波的概念创建了波动力学，同时海森堡提出了不确定性原理，也就是电子的位置和动量是不可同时测定的，所以电子轨道和星系轨道有很大的差别。

　　现在的量子模型，只能预测电子在某一区域出现的概率。电子在特定区域出现的概率可以计算，这些出现概率高的区域被称为电子云。

　　所以，原子内部还是非常空旷的，在中子星这样高密度和引力巨大的星球上，原子结构就会坍缩，电子才会被压的和质子结合，转化为中子。

　　很多人把原子内部的结构比作太阳系的结构，认为原子核就像是太阳，而外部的电子就像是行星！

　　但事实上这种理解方式并不准确。微观世界里的电子并不是像行星那样以一个固定的轨道围绕原子核运转，以为微观世界一切都是不确定的，都需要用概率描述！

　　简单来说，原子核外面的电子没有固定的轨道，不确定性注定了电子的位置是不确定的，我们只能用概率去描述电子的概率！

　　这种不确定性不是因为我们的测量水平不够无法测量准确，而是真的不确定，并有相关公式加以描述！

　　这就意味着，我们观看原子内部的电子时，它会以“电子云”的形式呈现，也可以理解为可以同时出现在各个地方！

　　同时除了电子之外，还会有中微子，此时此刻就有成千上万个中微子穿过你我身体，当然更会有希格斯场，它是质量产生的根源！

　　答：电子和原子核之间，并不是完全空的，而是存在电子、光子、中微子、甚至引力子和其他更基本粒子。

　　在经典力学中，电子绕着原子核做周期性运动，电子有固定轨道，在不同轨道间跃迁释放光子。

　　但实际上并不是这样的，这个模型旨在于方便大多数人的理解而已，我们需要用量子力学的视角，来重新审视这个模型。

　　（1）电子不再拥有固定的轨道，因为不确定原理，电子将以电子云的方式，充满原子核的周围，在当前能级的周围出现的概率最大，所以电子轨道和原子核间，也是可能发现电子的；

　　（2）电子和原子核中的质子，存在电磁相互作用，而电磁相互作用的载体是光子，或者说电磁场，所以电子和原子核间，时时刻刻都在发生光子的交换；

　　（3）量子力学中，引力子描述为传递引力的介子，虽然目前还未证实，但基于量子力学，电子和原子核间存在引力作用，自然也有引力子的交换；

　　（4）其他基本粒子，比如中微子等等，在一些特殊情况下，这些粒子也会经过电子和原子核间的空间；

　　主流观点并不认为电子是围绕着原子核旋转的——如同太阳系的行星公转那般，同时，问题中所谓“巨大的空间”，也是类比我们这个行星恒星系统，的确在太阳与围绕其公转的行星之间，是遥远的距离或巨大的空间。

　　主流观点只是认为电子以一种特定的概率模式分布在原子核的周围。所谓的电子云就是一种很形象的表达。

　　某种程度上，类比宏观世界的物理现象有助于理解微观世界的运行机制。考虑到离原子核稍远一些的电子状态（激发态、高能级），以及该原子的电子距离原子核较近一些的状态（基态、或低能级），这两个状态相比较的差别是什么呢？这两个状态的差别是多出来一个光子！即电子的能级变化（跃迁）使原子向外发射了一次光辐射（一个光子），一个光子也就是一次电磁波的辐射而已。

　　那么，问题来了，问题中的“巨大的空间”，在电子处于不同能级的状态下，可以理解为该巨大空间由一个较大的（方便的话，说成是）球体，变成了一个相对较小的球体，我就是用初中的数学眼光来审视这个问题，也会发现一个再明显不过的关系，即一个球壳形状的空间～～类似鸡蛋的壳、葡萄的皮、或者金蝉的蜕壳，变成了一个光子，或者说变成了一次电磁辐射。

　　力求回避探讨量子力学枯燥艰深的基本理论问题，我们也应该认识到，至少对于原子级别的微观世界而言，也没有什么“巨大的空间”，如果说这个“空间”，指的是真空、即绝对空无一物的空间的话。

　　简洁一些的话，我们可以接受场的概念。可以认为是场充盈着那里的空间，或者说场本身就是空间，空间本身就是场。

　　回答基本完毕。再探讨此场与彼场的差异，或者是相互之间如何转化的，就超出范围了。

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