Elektronlar niçin atom çekirdeğinin etrafında döner?

Atom çekirdeklerinde bulunan pozitif yüklü protonlar negatif yüklü elektronları çektiği için. Bu hareket, gezegenlerin Güneş etrafında, Ay’ın da Dünya etrafında dönmesine benziyor.
Soruyu “elektronlar neden bir dönme hareketi yapıyor da, başka bir şekilde hareket etmiyor?” şeklinde de anlamak mümkün. Örneğin, Dünya yörüngesinde dönen bir uydudan bir cisim fırlatıldığında, hangi yönde ve ne hızla fırlatıldığına bağlı olarak cisim üç değişik hareket yapabilir. Ya, bir yörüngeye girer ve bir uydu gibi sonsuza kadar Dünya etrafında döner; ya uzaklaşarak Dünya’dan tamamen kurtulur; ya da Dünya’ya düşerek yere çarpar. Elektronlar için ilk iki olasılık geçerli. Ancak, elektronların çekirdekten kurtulup tamamen ayrılması için bir miktar enerjiye ihtiyacı var (bu olaya iyonlaşma deniyor). Yani, elektronlara dışarıdan yeteri kadar enerji verilirse, yörüngelerinden ayrılıp atomdan kurtulabilir.
Üçüncü olasılık, yani elektronun “çekirdeğe çarpması” ise mümkün değil. Daha doğrusu, elektron çekirdeğin içine girse bile çok kısa zamanda oradan ayrılıyor. Bunun temel nedeni bir kuantum etkisi: Kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesine göre bir parçacığın konumundaki belirsizlik küçüldükçe, hızındaki belirsizlik büyümek zorunda. Atomların çekirdekleri çok küçük olduğu için (çekirdeğin çapı atomun çapının 100,000’de biri kadar) hızı o kadar artıyor ki, kısa sürede çekirdekten kurtuluyor.
Bu nedenle eğer elektronlar atomdan kopmamışsa, çekirdek etrafında dönmekten başka yapabileceği şey yok