量子原子

Q: 原子究竟是什么样子？

原子不是微型太阳系。量子力学预测测量结果的概率，而不是沿固定路径运行的小行星。这是数学可视化，不是照片。 金色点标记质子。为了看清它，图中将它放大；原子核远比电子云小。

科学 · 量子原子 · 初中和高中

关于这个模拟实验

原子不是微型太阳系。量子力学预测测量结果的概率，而不是沿固定路径运行的小行星。这是数学可视化，不是照片。这些点表示一个电子可能产生的测量结果，不是一群电子。云越密集，概率越高。

学生可以探索什么

三维概率密度的平面截面。暗区显示概率密度为零的节点。
每个点代表对一个重新制备的原子进行的位置测量。白圈标出最新结果。
电子云没有明确边缘。颜色表示波函数的正负号，不是电荷或可见颜色。截面亮度采用非线性刻度，以显示微弱区域。切换轨道是选择已制备的状态，并不模拟激发过程。模型忽略自旋、相对论及其他原子的相互作用。1 a₀ ≈ 0.0529 nm。

学习目标

1最低能量的电子云呈球形。开启相同比例，将1s与更大的激发态比较。
2用中央截面寻找暗色节点。相反的波函数符号不是相反电荷：电子始终带负电。

教师常问的问题

原子究竟是什么样子？

原子不是微型太阳系。量子力学预测测量结果的概率，而不是沿固定路径运行的小行星。这是数学可视化，不是照片。金色点标记质子。为了看清它，图中将它放大；原子核远比电子云小。

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