Версия для печати темы Нажмите сюда для просмотра этой темы в оригинальном формате

Форум программистов > Наука и Мир > Электроны - откуда энергия?

Автор: szz 20.4.2009, 12:29

Я не понимаю. Вот вертятся электроны вокруг атома. Вокруг каждого атома (ну, почти, не берем ионы в расчет). Так вот, откуда у электрона энергия вертеться? точнее неважно откуда - она когда-нибудь закончится или электроны будут вертеться всегда?

Автор: kemiisto 20.4.2009, 13:05

Цитата(szz @  20.4.2009,  10:29 ) Я не понимаю.   И это хорошо! Знаете, если человеку кажется, что он всё понимает, это верный признак душевного расстройства. Цитата(szz @  20.4.2009,  10:29 ) Вот вертятся электроны вокруг атома. Дальше можно не читать. Во-первых, электроны если и вертятся, то вокруг ядра. И это есть атом. Сия терминологическая ошибка выдаёт в Вас человека плохо занкомого с химией и физикой. Такая модель, основанная на классических представлениях, естественна ошибочна. А описанный парадокс позже попытались устранить. В модели атома Резерфорда-Бора каждый электрон должен занимать вполне определенную орбиту и не может ни “упасть” на ядро атома, ни “уйти” со своей орбиты. Это пришлось постулировать. Во-вторых, электроны не вертятся вокруг ядра! Классическое рассмотрения явлений в микромире ошибочно. Там работают другие законы, а электрон - это не только ценный мех частица, но и волна. Бла, бла, бла... Короче, волновая, она же квантовая, она же некоммутативная механика Вам в руки.

Автор: szz 20.4.2009, 13:46

дада, я имел ввиду ядро, не придирайтесь. С волново-корпускулярным дуализмом тож ознакомлен. На вопрос не ответили! Только зачмырили из-за описки!

Автор: Alexeis 20.4.2009, 13:48

Ну почему же не вертится, очень даже вертится. Несмотря на волновые свойства, электрон движется внутри атома. Если бы он не двигался, то попросту упал бы. Банальная схема. Шарик на веревочке. Если убрать трение и раскрутить шарик, то он будет крутиться вечно и не будет падать, потому что его энергия постоянно. Тот же принцип и электронов в атоме. Они находятся на орбитах и сохраняют постоянную энергию, так как просто нет основания ее менять. Единственная разница в том, что он не может менять энергию на произвольную величину, потому при этом он попадает в нестабильное состояние и теряет энергию до тех пор пока не попадает на стабильную орбиту (она не обязательно круговая). Кстати электрон может таки упасть на ядро и произвести ядерную реакцию, только вот вероятность очень низкая...

Автор: Springtime 20.4.2009, 14:03

На сколько я помню есть только вероятность нахождения электрона в том или ином месте, на данный момент времени вблизи ядра, т.е. можно описать только облако вероятностей нахождения электрона. Добавлено через 8 минут и 21 секунду странный  й  - й - хм

Автор: kemiisto 20.4.2009, 14:03

szz, ну, как скажете. Прочтите что-нибудь. Например,  Фларри, Квантовая химия (1985), Глава 1. Введение в квантовую теорию. Трейман С. - Этот странный квантовый мир (2002). Глава 3. "Старая" квантовая механика. Копипастить не буду. Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  11:48 ) Ну почему же не вертится, очень даже вертится. Alexeis, ты уж поверь мне, не вертится.

Автор: Alexeis 20.4.2009, 14:23

Ребяты, от того что мы знаем где он расположен еще не следует что он расположен везде. Да, говорится о том что электрон как бы размазан по пространству, что его масса так мала, что волновые свойства очень сильны, но не забывайте что электрон это точечная бесструктурная частица. Точка может находится в определенный момент только в одной точке пространства. Это уж точно. Где точно не знаем и не можем ни узнать и замерить, но разве это повод для того чтобы говорить что электрон находится везде? Возьмем шарик в руки, закроем глаза и кинем его перед собой. Где он? Как где?! В комнате! Что во всей комнате, неужели он размером в комнату? Нет не во всей, в определенной точке, просто я не вижу где он.    Цитата(kemiisto @  20.4.2009,  13:03 ) Alexeis, ты уж поверь мне, не вертится.    Может ты имеешь ввиду вокруг своей оси? Тогда точно не вертится, а вокруг атома очень даже вертится. Доказательства в студию.

Автор: kemiisto 20.4.2009, 14:31

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  11:48 ) Несмотря на волновые свойства, электрон движется внутри атома. Если бы он не двигался, то попросту упал бы. Банальная схема. Шарик на веревочке. Жжешь! Ключевая разница между гравитационными силами и электростатическими была понятна даже в доквантовую эпоху... Ну, если очень коротко... Вот ещё http://e-science.ru/physics/theory/?t=4 можно почитать. Это и есть модель Резерфорда-Бора. Модель Резерфорда - планетарная - по аналогии с Солнечной системой. Но электрон заряжен и двигаясь по кругу (с ускорением) должен излучать энергию и в конце концов упасть на ядро. Чтобы не было такого парадокса Бор заключил, что угловой момент должен быть квантован. При этом электроны будут двигаться по орбитам фиксированного радиуса, имея при этом некоторую энергию. Это стационарные состояния и электрон может находится только в них. Ну и переходить между ними. НО! Эта теория (модель) работает только для одноэлектронных атомов и в отсуствии внешних полей.  Единственная работающая для многоэлектронных систем теория - квантовая механика. А это целая наука. Добавлено через 5 минут и 37 секунд Alexeis, пойми. Я с квантовой механикой сталкиваюсь каждый день на протяжении вот уже 5 лет.  Ты извини, но все твои классические аналогии идут лесом! Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  12:23 ) но не забывайте что электрон это точечная бесструктурная частица Нет! Забудь об этом! Электрон - одновременно проявляет и корпускулярные и волновые свойства. Нельзя рассматривать его как только частицу, на время забыв о его волновой природе. Нельзя! Добавлено через 8 минут и 3 секунды Цитата(szz @  20.4.2009,  11:46 ) На вопрос не ответили! Только зачмырили из-за описки!  Никто никого не чмырил. Ещё раз - на заданный Вами вопрос ответ уже существует более 80 лет! Я не хочу его сюда копипастить. И не могу технически. Мне нужен редактор формул. Да и зачем - читайте. Я книги начального уровня привёл.

Автор: bars80080 20.4.2009, 14:40

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  14:23 ) но не забывайте что электрон это точечная бесструктурная частица почему? а если это сгусток энергии? наподобие комка каши Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  14:23 ) Возьмем шарик в руки, закроем глаза и кинем его перед собой возьмём комок в руки и запульнём в стену, он разве останется целым? скорее размажется по всей стенке если представить, что электрон всё же вращается вокруг ядра, то получится, что при столь малом радиусе орбиты его реально размажет по ней всей. конечно, если взять иголку и ткнуть в атом, так, чтобы она стала на пути электрона, то он упрётся в неё с какой-то одной стороны. проблема в том, что мы не можем взять никакую иголку, потому как для атомарного мира понятия "иголка" не существует конечно, это всё ИМХО

Автор: kemiisto 20.4.2009, 14:47

Вот ещё на http://elementy.ru/trefil/8 неплохо. Alexeis, там специально для тебя: Цитата Сегодня электроны представляются нам не микроскопическими планетами, обращающимися вокруг атомного ядра, а волнами вероятности, плещущимися внутри своих орбит — подобно приливам и отливам в тороидальном бассейне — и подчиняющимися уравнению Шрёдингера.   Добавлено через 5 минут и 36 секунд Цитата(bars80080 @  20.4.2009,  12:40 ) конечно, это всё ИМХО  Неплохо, но я бы предостерёг от использования классических аналогий. Вроде комка каши. Но в принципе - верно. Про электрон так и говорят - "размазан" в пространстве. Цитата(bars80080 @  20.4.2009,  12:40 ) конечно, если взять иголку и ткнуть в атом, так, чтобы она стала на пути электрона, то он упрётся в неё с какой-то одной стороны. проблема в том, что мы не можем взять никакую иголку, потому как для атомарного мира понятия "иголка" не существует А даже если и ткнуть - абсолютно точно знаем координату => имеем полную неопределённость в импульсе. Следствие принципа неопределённостей. Точнее, не следствие, а частный случай. А если ничего не знаем об импульсе, о каком движении вообще может идти речь?

Автор: Springtime 20.4.2009, 14:53

kemiisto - а  чё правильно сказал? или не то сморозил? )))

Автор: kemiisto 20.4.2009, 14:54

Springtime, да. Верно. Всё тот же принцип неопределённостей. Добавлено @ 15:00 Тут вот ещё, что я считаю важным отметить. Далее цитата из очень неплохого русскоязычного учебника (Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев Р.М. - Теория строения молекул (1997)): Цитата Соотношения неопределённостей свидетельствуют об отсутствии классического детерминизма в микромире, основное положение которого заключается в том, что "если мы точно знаем настоящее, то сможем вычислить и будущее". Однако в этом утверждении, как отметил Гейзенберг, ошибочен не вывод, а посылка, так как в соответствии с принципом неопределённости мы никогда не сможем знать настоящее. Иголки нет! (с)

Автор: Alexeis 20.4.2009, 18:06

Цитата(bars80080 @  20.4.2009,  13:40 ) почему? а если это сгусток энергии? наподобие комка каши   Так по определению.

Автор: powerfox 20.4.2009, 19:05

Цитата(kemiisto @  20.4.2009,  15:31 ) Единственная работающая для многоэлектронных систем теория - квантовая механика. А это целая наука. Скорее целая теория ;) И когда-нибудь (да может быть завтра) кто-нибудь предложит работающую квантовую теорию гравитации.

Автор: bars80080 20.4.2009, 19:20

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  18:06 ) Так по определению.  какому определению? насколько я помню корпускулярно-волновой дуализм предусматривает, что электрон можно рассматривать в качестве частицы только в определённые моменты

Автор: Alexeis 20.4.2009, 19:44

bars80080, открой физическую энциклопедию.

Автор: Alexeis 20.4.2009, 19:59

Сейчас открыл там написано, что движение электрона в атоме описывается уравнением шредингера. Не вижу зачем было быть таким категоричным. Если соединить точки где электрон находится в атоме с наибольшей вероятностью, то как раз получаются подобие тех самых классических орбит. Для внешних электронов на сферических поверхностях, для внутренних это похоже на вращающуюся восьмерку и более сложные...

Автор: kemiisto 20.4.2009, 20:27

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  17:59 ) Не вижу зачем было быть таким категоричным. А я вижу!   Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  17:59 ) Если соединить точки где электрон находится в атоме с наибольшей вероятностью, то как раз получаются подобие тех самых классических орбит. Для внешних электронов на сферических поверхностях, для внутренних это похоже на вращающуюся восьмерку и более сложные...  Вот если бы было так написано, я бы лишь подчеркнул, что это всего-навсего упрощение. А что было: Цитата(szz @  20.4.2009,  10:29 ) Вот вертятся электроны вокруг атома. Русский глагол вертеться означает (в контексте движения) вращаться. Т.е. вертется значит совершать вращательное механическое движение. Двигаться по кругу! А электроны в атоме его не совершают.

Автор: Alexeis 20.4.2009, 21:50

Цитата(kemiisto @  20.4.2009,  19:27 ) Русский глагол вертеться означает (в контексте движения) вращаться. Т.е. вертется значит совершать вращательное механическое движение. Двигаться по кругу! А электроны в атоме его не совершают.   И тем не менее силы удерживающие электрон от падения носят механический характер. Ну сам рассуди. Имеется колоссальные кулоновские силы притяжения. Что их компенсирует в атоме? Надеюсь ты не сомневаешься что законы ньютона работают и в микромире?

Автор: bars80080 20.4.2009, 21:59

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  21:50 ) Надеюсь ты не сомневаешься что законы ньютона работают и в микромире?  точна? при той скукоженности области и гигантских внутренних электрических силах? тут ещё надо прикинуть, имеет ли масса ядра хоть какое-то значение? а если имеет, то наоборот не служит ли компактным искривителем пространства? во всяком случае, на сколько я знаю, Ньютон даже близко так глубоко не заглядывал

Автор: Alexeis 20.4.2009, 22:06

bars80080, в том то и есть их фундаментальное значение, как и законов сохранения, что они действуют везде. Правда вот слышал, что закон сохранения четности в микромире не всегда соблюдается.    Цитата(bars80080 @  20.4.2009,  20:59 ) тут ещё надо прикинуть, имеет ли масса ядра хоть какое-то значение?   Ну, она же совсем маленькая. Пока что гравитационными силами в микромире пренебрегают, и от этого проблем не было. Масса атома ведь совсем маленькая по отношению к его заряду.

Автор: kemiisto 20.4.2009, 22:59

Цитата(Alexeis @  20.4.2009,  19:50 ) Надеюсь ты не сомневаешься что законы ньютона работают и в микромире?  Я то прекрасно осведомлён о том, что они там в общем случае не работают! Прочитай, хотя бы, http://www.physlink.com/Education/AskExperts/ae392.cfm. Цитата In general, the behavior of the sub-atomic particles cannot be described by Netwon's Laws. Если очень коротко - законы Ньютона  - есть некоторые функциональные соотношения между динамическими переменными (координата, импульс, сила). А в квантовой механике каждой динамической переменной из классической механики соотвествует оператор. Только такой математический аппарат даёт нам вот что: Цитата So one is forced to seek a theory that DOES WORK, that makes the proper predictions of EXPERIMENTAL RESULTS. Quantum mechanics, with its arcane rules DOES WORK. It makes predictions that DO AGREE with experimental results, hence it is accepted. Вот еще http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00214.htm. Цитата CLASSICAL MECHANICS SIMPLY DOES NOT WORK FOR ATOMS AND MOLECULES. НЕ РАБОТАЕТ. И точка!   Цитата The understandable difficulty people have with quantum mechanics is that it is not possible to "get a feel for it" in our macroscopic world, like you can with classical mechanics. Это вот про что я вам уже который раз твержу - отсутствие классических аналогий. Т.е. аналогий из нашего, макромира. Нету их! Цитата The laws of physics at the quantum level are more accurate. The laws of physics as Isaac Newton developed them are approximations that are much easier to work with. Законы Ньютона - частный случай законов квантовой механики. Естественно, они как любой частный случай имеют границы применимости - только макрообъекты.

Автор: ToshaCh 21.4.2009, 12:29

Цитата(kemiisto @  20.4.2009,  22:59 ) Законы Ньютона - частный случай законов квантовой механики. Естественно, они как любой частный случай имеют границы применимости - только макрообъекты. Ну-ну. А квантовая механика, конечно применима к макромиру... Как же. Рекомендую поймать кота и посадить в ящик он тебе потом много расскажет про неполноценность теории.

Автор: neutrino 14.5.2009, 09:48

Хмм... Ну с электронами еще не все понятно. А что с планетами? Они крутятся, крутятся... А энергия где?

Автор: bars80080 14.5.2009, 14:08

Цитата(neutrino @  14.5.2009,  09:48 ) Они крутятся, крутятся...  что именно? вокруг солнца? дык, это вечное падение вокруг оси? так если представить основной ход протопланетного диска пыли и каменьев, то при столкновении массы, она будет завиваться вокруг оси в направлении справа налево, если смотреть походу движения (к звезде). потому семь из девяти планет крутятся в одном направлении, одна в противоположном, а ещё одна на боку. что указывает на сильные гравитационные воздействия уже после образования планет. почему не останавливаются? как раз нет, замедляются, но это не на нашем веку произойдёт. Меркурий, к примеру, на столько близок к солнцу, что его вращение почти выровнялось с периодом его собственного вращения. в итоге он станет как Луна, всегда одной стороной к звезде

Автор: kemiisto 14.5.2009, 14:26

neutrino, если мне не изменяет память, эту задачку решил Ньютон и описал в своём классическом труде - http://www.gutenberg.org/etext/28233. Если, вдруг  , не знаешь латыни, перевод http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/klassik/newton.htm.

Автор: Samotnik 14.5.2009, 14:54

Это явление не изучено, все построено на предположениях, поэтому спорить можно бесконечно ...

Powered by Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)