原子中的电子能永远围着核转动吗？

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电子并不围绕原子核旋转，这个被称为行星轨道模型的电子运动模型一开始就不能成立，因为与行星绕恒星旋转不同，电子带负电，原子核带正电，这相当于电子在电场中做匀加速运动，根据麦克斯韦的理论，必然向外发射电磁波，则电子轨道半径由于能量损失变小，电子很快就会落到原子核上，这与事实矛盾，因此，要正确的理解电子的核外的运动需要用到量子力学，

量子力学

于1924 年，法国物理学家路易·德布罗意在他的博士论文《Recherches sur la théorie des quanta》(《Research on Quantum Theory》) 里，提出了德布罗意假说，假设所有物质都拥有像光子一样的波粒二象性；也就是说，在适当的条件下，电子和其它物质会显示出粒子或波动的性质。假若，物理实验能够显示出，随着时间演化，粒子运动于空间轨道的局域位置，则这实验明确地显示了粒子性质。像光波一类的波动，通过双缝实验的双缝后，会产生干涉图案于探测屏障。这现象毫无疑问地分辨出波动性质。于1927 年，英国物理学家乔治·汤姆孙用金属薄膜，美国物理学家克林顿·戴维孙和雷斯特·革末用镍晶体，分别发现了电子的干涉效应。

德布罗意的博士论文给予埃尔温·薛定谔很大的启示：既然粒子具有波动性，那必定有一个波动方程，能够完全地描述这粒子的物理行为。于 1926 年，薛定谔想出了薛定谔方程。这方程能够描述电子波的传播机制。它并不能命定性地给出电子的明确运动轨道，电子在任意时间的位置。但是，它可以计算出电子处于某位置的几率，也就是说，在某位置找到电子的几率。薛定谔用自己想出的方程来计算氢原子的谱线，得到了与用玻尔模型的预测相同的答案（更详细资料，请参阅氢原子）。薛定谔方程的波动概念，为量子力学创立了一个新的发展平台。再进一步将电子的自旋和几个电子的互相作用纳入考量，薛定谔方程也能够给出电子在其它原子序较高的原子内的电子组态。

于1928 年，保罗·狄拉克研究出狄拉克方程。这公式能够描述相对论性电子的物理行为。相对论性电子是移动的速度接近光速的电子。为了要解释狄拉克方程的自由电子解所遇到的反常的负能量态问题，狄拉克提出了一个真空模形，称为狄拉克之海：即真空是挤满了具有负能量的粒子的无限海。因此，他预言宇宙中存在有正子（电子的反物质搭配）。于 1932 年，卡尔·安德森在宇宙射线实验中首先证实了正子的存在。

于 1947 年，威利斯·兰姆在与研究生罗伯特·雷瑟福 (Robert Retherford) 合作的实验中，发现氢原子的某些应该不会有能量差值的简并态，竟然出现很小的能量差值。这现象称为兰姆位移。大约同年代，波利卡普·库施助手模板和亨利·福立Henry Foley。在共同完成的一个实验中，发现电子的异常磁矩，即电子的磁矩比狄拉克理论的预估稍微大一点。为了解释这些现象，朝永振一郎、朱利安·施温格和理察·费曼，于1940 年代，创建了量子电动力学。

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