Квантовые эффекты, ограничивающие электрическое притяжение в атоме

Из текста Ричарда Фейнмана:

Вы, конечно, знаете, что атомы состоят из положительных протонов в ядре и электронов снаружи. Вы можете спросить: «Если эта электрическая сила настолько велика, почему протоны и электроны просто не накладываются друг на друга? Если они хотят быть в интимной смеси, почему бы им не быть еще более интимными?» Ответ связан с квантовыми эффектами. Если мы попытаемся удержать наши электроны в области, очень близкой к протонам, то, согласно принципу неопределенности, они должны иметь некоторый среднеквадратический импульс, который тем больше, чем больше мы пытаемся их удержать. Именно это движение, требуемое законами квантовой механики, удерживает электрическое притяжение от сближения зарядов.

Может ли кто-нибудь объяснить следующую часть более понятным способом?:

«согласно принципу неопределенности, они должны иметь некоторый среднеквадратический импульс, который тем больше, чем больше мы пытаемся их ограничить».

Ответы (2)

Может ли кто-нибудь объяснить следующую часть более понятным способом?:

«согласно принципу неопределенности, они должны иметь некоторый среднеквадратический импульс, который тем больше, чем больше мы пытаемся их ограничить».

Он машет рукой, используя неопределенность Хайнсберга (HUP). Он имеет в виду, что если бы электрон имел малый радиус, его ΔxΔp>h/2π заставляло бы импульс быть очень большим и не позволяло бы электрону падать и опираться на центр положительного заряда.

Пожалуйста, прочитайте мой ответ здесь Почему электроны не могут попасть в ядро? который использует данные, чтобы показать необходимость изобретения квантовой механики. HUP является следствием коммутаторов в квантовой механике.

Является ли в этом случае dx расстоянием электрона от ядра?
Притяжение — это электрическое поле, поэтому r=0 — это место, где электрическое поле будет нейтрализовано, поэтому dx — это расстояние. под радиусом я имел в виду радиус орбиты вокруг ядра.

Итак, в нематематической интерпретации принципа неопределенности типа Гейзенберга удержание связано с локализацией частицы, т. е. чем более ограничена частица, тем меньше Δ Икс (среднеквадратичное отклонение по координате или точность ее измерения). Затем, чем больше Δ п (среднеквадратичное отклонение по импульсу). Но возьмите это с недоверием. Интерпретация Δ Икс Δ п ≥ ℏ 2 далеко не уникален.

Историческая интерпретация Гейзенберга заключалась в измерении и невозможности точно измерить положение и импульс. Интерпретация, которую вы используете в своем ответе, довольно близка к современной, то есть невозможность подготовить квантовые состояния, локализованные как по положению, так и по импульсу (стиль Робертсона должен быть техническим). Так что я бы сказал, что это, скорее всего, имел в виду Фейнман.
Квантовые эффекты, ограничивающие электрическое притяжение в атоме
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v