2. 原子核和电子之间的磁力作用
两个相距一定距离的异种点电荷在静电力作用下必然会吸引在一起,因为静电力作用在两点电荷连线上。而原子核和电子不会吸引在一起。这就启示我们在原子核和电子中必然存在一种其它作用力。这个力就是原子核和电子之间的磁力。我们知道,在通以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用,在磁力作用下它们将彼此吸引,原子核和电子的相向运动正相当于通以相同方向电流的两条平行导线,在它们之间也将产生磁力作用。静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度,而原子核和电子之间的磁力则使电子获得切向速度,并且原子核和电子之间的相对速度越大,它们之间的磁力也越大。当原子核和电子之间彼此相对静止在一定远处时,在静电力和磁力的共同作用下,它们并不会吸引在一起。因为静电力使电子获得向心速度,磁力使电子获得切向速度,电子并不是沿着直线靠近原子核,而是沿着螺旋线靠近原子核。开始时螺旋线的半径为无穷大,电子作直线运动;一旦电子相对原子核的速度不为零,磁力开始起作用,电子的运动轨迹开始发生弯曲;当电子与原子核靠近到一定的距离时,电子和原子核之间的静电力恰好等于电子作圆周运动所需的向心力,此时电子处于平衡状态,螺旋线变成了圆。同样在电子离开原子核时也是沿着螺旋线运动的。在静电力作用下,电子总要尽量靠近原子核,在磁力作用下,电子有远离原子核的离心趋势,正是在这两种力作用下,电子处于稳定的平衡状态中。电子在原子核中处于稳定状态时,它的轨迹是圆。因为当电子的轨迹不是圆时,它总要受到磁力的作用,这个力使电子的切向速度增加、运动轨迹向圆靠近。而电子受磁力作用时它的运动轨迹就要发生变化,就不是稳定的,只有当电子的轨迹是圆时才不受磁力的作用,所以说电子在原子核中的稳定轨迹是圆。太阳系中的行星在太阳引力作用下,其运动轨迹可以是圆或椭圆,但在原子系统中,电子在原子核静电力作用下,其稳定轨迹只可能是圆而不可能是椭圆。