Kuinka elektronit liikkuvat? [kaksoiskappale]

Elektroni on alkupartikkeli , jota sitovat kvanttimekaniikan säännöt.

Se ei ole pieni hiukkanen biljardipallo, se on kvanttimekaaninen kokonaisuus, jolla on joskus massa ja sijainti aika-ajalla (x, y, z, t), ja joskus se ilmenee todennäköisyysaallona mitoina, jotka ovat oikeassa suhteessa h: hin, Planckin vakio . Tehtävän rajaolosuhteet määrittävät, mikä on ilmentymä-, hiukkas- tai todennäköisyysaalto, kun mittaus suoritetaan tietylle elektronille.

Tämä tarkoittaa, että kun elektroni on vapaa, ei potentiaalikaivossa, mittaukset näyttävät raidan, joka määrittelee sen liikkeen klassisen liikeradan.

Kuplakammio valokuva elektronista, joka on lyöty vetyatomista

Elektroni, jonka näet koputetun ennen koputusta, oli kiertoradalla vetyatomin protonituuman ympärillä. Kiertorata , ei kiertorata, koska sen sijainti on todennäköinen, jota kuvaa matemaattisen kaavan antama todennäköisyysaalto, aaltofunktion neliö, joka on ratkaisu mahdollinen ongelma ”elektroni ja protoni toistensa kentässä”.

Viiden ensimmäisen atomiorbitaalin muodot: 1s, 2s, 2px, 2py ja 2pz. Värit osoittavat aaltofunktion vaiheen. Nämä ovat kuvaajia ψ (x, y, z) -funktioista, jotka riippuvat yhden elektronin koordinaateista. Jos haluat nähdä todennäköisyystiheyttä suoremmin näyttävien functions (x, y, z) 2 funktion pitkänomaisen muodon, katso alla olevat d-orbitaalien kaaviot.

Joten elektroni edellisessä elämässään ei kiertänyt protonin ympärillä, tavalla, jolla kuu kiertää maata, mutta sillä oli todennäköisyys olla tietyssä (x, y, z) koetuksessa.

Joten kuvassa elektroni liikkuu, koska toinen hiukkanen potkaisi sitä ja siirsi liikemäärän tarpeeksi vapauttaakseen sen vetyatomin protonista. Kiertoradalla ollessa vakaassa tilassa, paitsi että sen sijainti on määrittelemätön aaltotoiminnasta johtuvan todennäköisyyden antamissa rajoissa, mikä riippuu ongelman mahdollisuudesta.

Kommentit

• Käytännölliseltä kannalta katsottuna universumista ei ole mitään järkeä! Kuinka voin hyväksyä tämän tieteellisenä tosiseikkana? Ole hyvä ja auta!
• Tiedeyhteisöltä on kulunut yli 80 vuotta, kun se syvenee mikrokosmosiin, kerää tietoja ja kehittää sitä selittävän teorian. Aikaisemmin kvanttimekaniikka ei vaikuttanut jokapäiväiseen elämään, mutta koska elektroniikan, transistoreiden jne. Nopea kehitys, jokapäiväinen elämämme riippuu QM: n perustasta. Sen hyväksymiseksi sinun on käytettävä aikaa fysiikan opiskeluun enemmän kuin perustason.
• @Ronaldo: Vaikuttaa siltä, että kokeilut ja huolellinen havainnointi kertovat meille, että maailmankaikkeus on paljon outo kuin ihmisen suora käsitys, intuitio tai järki voivat mukavasti kattaa. Sinun ei luultavasti pitäisi ' odottaa GR: n, QM: n jne. Olevan järkevää ihmisen mittakaavan mekaniikan yksinkertaisten analogien suhteen.
• Haluan lisätä kommenttini, että kvanttimekaniikka on kaiken luonteeltaan perustaso. Makrokosmos muodostuu mikrokosmosta sujuvasti. Ennen moderniaikaa ei ollut paljon havaintoja, jotka antaisivat vihjeen siitä, että klassista maailmaa ei voida laajentaa pieniin ulottuvuuksiin. Joka päivä intuitio toimisi enemmän tai vähemmän, mutta älkäämme unohtako, että jokainen päivä intuitio antoi meille aristotelisen fysiikan, joka oli väärä monessa suhteessa ja joka pidätti tieteen kehitystä takaisin kirkon dogmatismin kautta keskiajalla.
• tässä vastauksessa physics.stackexchange.com/questions/72927/… aiheeseen liittyvään kysymykseen, luulen anna hyvät syyt sille, miksi klassista fysiikkaa, joka toimii niin hyvin makrokosmoksessa, ei voida ekstrapoloida mikrokosmosiin, mutta kvanttimekaniikka tuli tarpeelliseksi ehdotukseksi.