Как электрон «движется» по sss-орбитали?

Я прочитал несколько ответов на StackExchange по этому вопросу, но не смог найти конкретного ответа. Как и другие вопросы, причина, по которой я спрашиваю о с -орбитальный потому, что он имеет нулевой орбитальный угловой момент. Но смысл наличия нулевого углового момента неясен? В некоторых ответах обсуждаются распределения вероятностей, но вопрос в том, как может быть несколько мест для электрона, если он не может двигаться. Я читал другой ответ, в котором говорится, что электрон проходит через ядро ​​или огибает его волной. Буду признателен, если кто-нибудь ответит на этот вопрос.

«Перемещение» означает эволюцию состояния во времени, которая задается | ψ ( т ) ⟩ "=" е − я ЧАС т | ψ ( 0 ) ⟩ "=" е − я Е с т | ψ ( 0 ) ⟩ .
Электроны могут существовать более чем в одном месте одновременно.
+1 к ответу Анны В. Слово «частица» означает нечто совершенно иное в классе физики, чем снаружи. (То же самое верно для «работы», «тепла», «странности» и т. д.). Вам придется отложить в сторону повседневные ментальные образы.
Он не движется по этой орбите, он существует на этой орбите. Когда вы исследуете его неоднократно, его можно найти в разных местах, не «перемещаясь» между ними, но оставаясь в одном и том же пространственном распределении.

Ответы (2)

Для меня физическое значение нулевого углового момента состоит в том, что распределение вероятностей электрона сферически симметрично. На самом глубоком уровне свойство углового момента в квантовой механике описывает, как что-то трансформируется при вращении (см . Теорему Нётер ). Хотя это довольно абстрактное свойство, в случае электронных орбиталей оно относится к чему-то чрезвычайно конкретному и поддающемуся визуализации, а именно к форме углового распределения вероятностей .

Любая интерпретация, основанная на классических концепциях, в какой-то момент обречена на провал. В этом случае путаница возникает из-за представления, что электрон находится в определенном «месте» или что он «движется». Единственное действительно полезное описание электрона, которое было найдено, — это квантовая волновая функция и соответствующее ей распределение вероятностей.

Как нулевой угловой момент означает сферическую симметрию? Я подозреваю, что ответ может быть доказан математически, но это их физическое объяснение.
@ user29568 Самое глубокое понимание этого момента можно получить с помощью теоремы Нётер, ссылка на которую есть в моем посте, но которая, тем не менее, требует некоторой математики. Если вам нужна физическая аналогия, обратите внимание, что даже в классическом случае объект с ненулевым угловым моментом имеет ось вращения, которая определяет предпочтительное направление в пространстве. Сказать, что объект не имеет углового момента, равносильно утверждению, что такой оси не существует, поэтому все направления эквивалентны, и мы имеем сферическую симметрию. В общем, нулевой угловой момент эквивалентен свойству совершенной вращательной инвариантности.
Думаю, я понял, о чем вы говорите, так что, поскольку электрон не имеет углового момента, у него нет предпочтительного направления, а это означает, что он может двигаться во всех направлениях, которые определяются сферической областью. Но что делает электроны, определенные на s-орбитали, такими особенными, что они не имеют углового момента? Это их по умолчанию?
@ user29568 Каждый раз, когда вы говорите или думаете что-то вроде «электрон может двигаться во всех направлениях», вы вводите себя в заблуждение. Атомный электрон никуда не «уходит», вместо этого он существует на орбите: это естественное состояние, при котором электрон имеет лишь небольшую вероятность находиться в каком-либо одном месте. Как пыталась подчеркнуть ответ Анны, у электронов нет траекторий, и попытка понять распределение вероятностей с их точки зрения не сработает и просто запутает вас. Нечеткость — это внутреннее свойство электрона, оно не имеет ничего общего с каким-то лежащим в его основе движением.
Особое s-орбитальное состояние — это просто одно из бесконечного множества решений уравнения Шрёдингера для атома. Причина, по которой он может иметь точно нулевой угловой момент, связана с квантовой дискретностью других величин, таких как энергия для связанных состояний. Лучший способ понять это — провести аналогию со стоячими волнами в классической физике, которые могут иметь только определенные квантованные значения частоты и длины волны. В конечном счете это связано со свойствами волнообразных уравнений, когда граничные условия требуют локализации решения в конечной области.
Итак, в конечном счете, все на атомном уровне определяется математическими уравнениями без какой-либо исходной и физической концептуализации и уверенности в них. Неудивительно, что это разочаровало Эйнштейна. Спасибо за ваш ответ, хотя
@user29568 user29568, во всяком случае, математика повышает уверенность, поскольку трудно делать проверяемые прогнозы на основе простой интуиции. Как только вы сможете манипулировать, измерять и делать прогнозы относительно этих измерений, вы можете заниматься наукой. Проблема заключается в том, что по мере того, как мы погружаемся все глубже, то, что мы моделируем, уже не является тем, что мы эволюционировали, чтобы понимать интуитивно. Мы интуитивно знаем, что значит бросить камень и предсказать, куда он упадет, но понимание распределения вероятностей требует немного больше усилий.

Электроны - элементарные частицы. Элементарные частицы представляют собой объекты квантовой механики, и их взаимодействия очень хорошо описываются решениями дифференциальных уравнений квантовой механики. Орбитали являются математическим описанием этих решений.

Элементарные частицы не являются частицами в смысле бильярдного шара с определенной (x, y, z) траекторией. Они не движутся в решениях задач классической механики. Вот почему они называются орбиталями, а не орбитами. Они имеют геометрическое место в пространстве, описываемое функцией вероятности, равной квадрату волновой функции решения.

водородно-орбитальный

Они измерили орбитали водорода с помощью остроумного микроскопа, так что электроны находятся не на орбите, а распределены в пространстве.

Атомные расстояния , как на картинке, порядка 10^-10 метров, протон на картинке локализован на диаметрах 10^-15 метров. Поскольку это связано с объемами, распределение вероятности состояния S действительно проходит через геометрическое место, где находится протон, с очень небольшой вероятностью взаимодействия. В этот момент нужно решить проблему вторичного квантования, а не простого шредингеровского квантования. Существуют исследования этого.

Случай позитрония , который имеет растворы, подобные водородным, живет какое-то время, а затем аннигилирует, является экспериментальным доказательством прохождения S-состояния через центр потенциала.

Также захват электрона из S-состояния наблюдается в ядрах, богатых протонами .

Я знаю, что у электрона нет конкретной траектории, но нет орбиталей, функции, которые позволяют вычислить вероятность нахождения электрона в определенной области пространства. Мой вопрос в том, как у электрона может быть несколько возможных мест, если он не может двигаться. Или дело в том, что, поскольку невозможно точно предсказать, где будет находиться электрон, мы не можем предсказать, как он изменится со временем.
Это квантовая механика. Если в распределении вероятностей есть зависимость от времени, появится зависимость от времени. В противном случае это будет просто розыгрыш определенного измерения (как на картинке выше). Подобно стоячей волне на струне, она присутствует во всей струне.
Я не думаю, что следую. Как частица, имеет ли электрон скорость?
Если да, то не означает ли это, что он находится в движении? Итак, электроны, описанные на s-орбитали, находятся в движении или неподвижны?
Это зависит от эксперимента. Электроны в ускорителе имеют скорость. Электроны в электронно-лучевой трубке имеют скорость. Это связано с тем, что они не связаны и только вероятностно ограничены принципом неопределенности Гейзенберга. Связанные электроны полностью вероятностно ограничены граничными условиями решения уравнения Шредингера. Волновая функция не находится в собственном состоянии оператора скорости. Он находится в собственном состоянии энергии. оценивая скорость с помощью 1/2mv**2, но это мало что значит: среднее число для сравнения с нефизической моделью Бора
Как электрон «движется» по sss-орбитали?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v