對於微觀世界的神秘結構，許多人都熟悉這樣一種觀點：電子如同行星環繞太陽那樣圍繞著原子核運動。
然而，將電子描述為環繞原子核旋轉的模型並不甚精確。電子的行為並非與行星繞太陽執行完全相同。若真如此，電子在移動過程中會持續向外放射線能量，逐漸耗散，最終應會撞擊到原子核上。
但實際情況並非如此，電子並未被吸入原子核中，這表明，我們不能簡單地運用熟知的經典物理學去解釋原子內部的動態。
原子核與電子的存在形態屬於微觀範疇，應當借助主宰微觀領域的量子力學理論來進行闡釋。接下來，我們嘗試以一種通俗易懂的方式來解析電子的運動方式，以及它們為何不會受原子核吸引而墜落。
提及電子運動，就不能不提電子躍遷這一現象。
在量子領域，我們無法同時確定一個微觀粒子的位置與速度，只能借助機率來進行描述，這就是所謂的「波函式」。那麽，波函式是如何求得的呢？
薛丁格方程式為我們提供了答案。這一方程式在量子力學中的地位，不亞於牛頓力學在宏觀世界中的地位。
由於宏觀世界和微觀世界遵循的規則截然不同，因此，我們不能單純運用牛頓的定律來解釋量子現象。
那麽，量子躍遷又是什麽呢？簡而言之，電子處於較高的能階狀態時，一旦遭遇幹擾，它們便會隨機地躍遷到較低的能階，並在此過程中釋放出能量。
可以將此過程類比為山上的石頭，處於較高位置的石頭（相當於電子的高能階狀態）天然地傾向於滾落至山谷（電子的低能階狀態）。一旦受到外力推動，如你輕輕一推，石頭便會沿著山坡滾落至谷底。
但電子究竟會躍遷至何處？
不確定性告訴我們，我們無法精確地描繪電子的躍遷路徑和最終位置，只能用機率來描述，也就是說，我們只能描繪電子在某處躍遷的機率，這便是電子雲所描述的內容。
同時，由於能量不是連續的，而是呈離散狀態（量子化），電子在躍遷時釋放的能量只能是兩個特定能階之間的能量差，不會連續放射線出能量。同樣，如果電子吸收能量進行高能階躍遷，也只能吸收特定的能階差，並非所有能量都能推動電子進入更高的能階。
那麽，電子為何會從高能階躍遷至低能階？究竟是何種擾動導致了電子的躍遷？
簡單來說，電子似乎更傾向於保持穩定狀態，而處於低能階的電子比高能階的電子更為穩定。
可以再次參照山石的比喻。山頂上的石頭（代表高能階的電子）不穩定，但一旦滾落至谷底（代表低能階的電子），石頭便變得非常穩定，不太可能受到外界擾動的影響而改變其位置。正如你只需輕輕一推山頂的石頭，它便會順勢下落。
然而，這樣的通俗解釋可能並未完全打消你心頭的疑慮。你可能還想知道，究竟是何種擾動引發了電子的躍遷。
眾所周知，原子由原子核與電子構成，原子核非常微小，僅占原子半徑的極小一部份，而電子的體積更小。因此，原子內部絕大部份空間實際上是一片「真空」。
然而，這裏的「真空」並非空無一物，相反，那裏是一片生機勃勃的景象。
在極短的瞬間，真空會隨機產生虛粒子，比如正電子和負電子，隨後它們迅速湮滅，轉化為能量。
這聽起來像是「無中生有」，似乎違背了能量守恒定律，但實際上並沒有。
根據量子力學的不確定性原理，只要粒子從產生到湮滅的時間足夠短，這一過程便可發生。在此期間產生的能量即為基態能量，也稱之為「真空零點能」。
因此，所謂的「真空」（即原子內部空間）實際上並不空洞，而是熱鬧非凡，如同翻滾的海洋，持續上演著粒子產生與湮滅的過程，即「量子漲落」。
正是這種量子漲落對處於其中的電子產生了擾動，促使電子躍遷至較低的能階並釋放能量。而如果電子吸收了外界的能量，則可能會躍遷至更高的能階。當電子吸收足夠的能量時，便有可能躍遷至一個不受原子核束縛的「高能階」，從而變成電漿狀態，成為自由電子。
事實上，電子不斷地在高能階與低能階之間進行躍遷，呈現出電子雲的狀態，而非環繞原子核旋轉。這就是電子不會被原子核的重力吸入的原因。
