Как электрон движется вокруг ядра?

Мне нужно получить красивую картину того, как электрон движется вокруг ядра? Я нахожу концепцию вероятности и орбиталей довольно сложной для понимания?

привет, ашок, рад видеть тебя здесь. Я нахожусь на других сайтах stackexchange. Надеюсь, вы и наши друзья из отдела сочтете physics.stackexchange полезным. Всего наилучшего!
См. эту ссылку для визуализации: daugerresearch.com/orbitals/index.shtml

Ответы (3)

Дорогой Ашок, это экспериментально установленный факт, что движение электронов внутри атомов требует, чтобы мы говорили о вероятностных распределениях и волновых функциях, абсолютное значение которых должно быть возведено в квадрат, чтобы получить плотность вероятности. Уравнение для волновых функций известно и достаточно хорошо, его решения — орбитали — можно нарисовать. Это гораздо более «удобная» ситуация, чем во многих других разделах физики, где объекты даже нельзя нарисовать.

До появления квантовой механики у Нильса Бора была более простая модель атома водорода, похожая на Солнечную систему: электроны просто вращались по кругу. Он постулировал, что длина окружности не может быть произвольной, а должна удовлетворять «дискретному» условию. Это отразило многие свойства атома водорода, но было неверным в деталях: детали требуют квантовой механики и вероятностного языка.

Вы не единственный, у кого есть проблемы с этим - многие люди, в том числе известные физики (не говоря уже о тысячах не очень известных физиков сегодня, и многих поклонниках физики), не хотели принимать вероятностное описание как основное. Они думали, что должно существовать более «понятное» описание, подобное классической физике. Однако эти люди, включая Эйнштейна, оказались неправы.

спасибо за довольно описательный ответ, и я с облегчением узнал, что я не единственный, у кого есть проблемы с нынешними концепциями, которым меня учат !!

Я нахожу объяснение из Википедии довольно четким: атомная орбиталь — это математическая функция, описывающая волнообразное поведение либо одного электрона, либо пары электронов в атоме. Эту функцию можно использовать для расчета вероятности обнаружения любого электрона атома в любой конкретной области вокруг ядра атома.

На самом деле никто не «знает», что электрон делает вокруг ядра, но мы знаем, что абсолютное значение волновой функции — это плотность вероятности того, что электрон может быть найден в этой точке пространства. Постройте его, и вы получите красивые изображения орбиталей. В противном случае понятие «движение» является классическим, и его нельзя распространить непосредственно на малые масштабы.

спасибо, я новичок в этом сообществе и нахожу здесь очень интересное! Понятие вероятности просто сбивает меня с толку, я постараюсь понять, что мне не избежать этого, если я хочу понять это!!
Я бы добавил одну вещь к превосходным ответам выше. Нет никаких доказательств того, что в атоме вообще что-либо движется. Причина в том, что согласно уравнениям Максвелла любое заряженное тело, подвергающееся ускорению, должно излучать энергию. Мы не видим, чтобы это происходило в обычных условиях. Это исключает электроны как частицы в атомах. Но у нас может быть стоячая волна (та, узлы которой не двигаются). И да, я знаю, это ухудшает визуализацию...

Электрон вокруг ядра описывается сложной волновой функцией как с действительной, так и с мнимой частями. Электрон больше не описывается как движущийся вокруг ядра, но с определенной вероятностью обнаруживается вокруг ядра, как это определяется уравнением Шредингера. Здесь вероятность — это мера шанса обнаружить электрон над областью. Если кто-то может измерить (но, конечно, никто не может в действительности) положение электрона относительно ядра, то он или она найдет электрон с некоторой вероятностью, и если продолжить заполнение всех положений электрона, измеренных за период времени тогда он или она найдет форму, называемую орбитальной. Это поможет вам лучше визуализировать.